غزل زیاری: بیشتر سطح زمین را اقیانوس ها پوشانده اند و البته بسیاری از گونه های گیاهی و جانوری در آب اقیانوس ها زندگی می کنند. جالب اینجاست که توده عظیم آب اقیانوس ها همچنین حاوی مقدار قابل توجهی یون اورانیوم است. استخراج این یون ها منبع بالقوه ای از سوخت تجدیدپذیر برای تولید انرژی هسته ای را در اختیار دانشمندان قرار می دهد.
در مطالعه اخیر که نتایج آن در ACS Central منتشر شده است، ماده جدیدی که برای استخراج الکتروشیمیایی طراحی شده است معرفی شده است. این نوآوری در جذب یون های اورانیوم گریزان از آب دریا در مقایسه با تکنیک های قبلی موثرتر است.
راکتورهای انرژی هسته ای انرژی ذخیره شده به طور طبیعی در اتم را آزاد می کنند و با تقسیم اتم این انرژی را به گرما تبدیل می کنند. این فرآیندی به نام شکافت است. بنابراین، اورانیوم به عنصر مورد علاقه در این فرآیند تبدیل شده است. چرا اورانیوم به هر شکلی ناپایدار و رادیواکتیو است و این امر جداسازی و شکستن آن را آسان می کند.
در حال حاضر اورانیوم از سنگ ها و سنگ ها استخراج می شود. اما ذخایر سنگ معدن اورانیوم بسیار محدود است. در همین حال، آژانس انرژی هسته ای تخمین می زند که حدود 4.5 میلیارد تن اورانیوم به شکل یون های اورانیل حل شده در اقیانوس ها شناور است. این منابع هزار برابر بیشتر از منابع اورانیوم در خشکی است.
با این حال، ثابت شده است که استخراج این یون ها چالش برانگیز است. زیرا این ماده سطح کافی برای به دام انداختن یون ها برای انجام این کار را ندارد. بنابراین، Rui Zhao، Guangshan Zhu و همکارانشان به فکر ساخت یک ماده الکترودی با تعداد زیادی سوراخ میکروسکوپی افتادند که بتوان از آن در جذب الکتروشیمیایی یون‌های اورانیوم از آب دریا استفاده کرد.
توسعه نوآورانه مواد الکترود.
برای تولید این الکترودها، اعضای تیم شروع به کار با پارچه های انعطاف پذیر بافته شده از الیاف کربن کردند. آنها روی پارچه را با دو مونومر خاص پوشش دادند و سپس آنها را پلیمریزه کردند. سپس پارچه در هیدروکسی آمین هیدروکلراید غوطه ور شد تا گروه های آمیدوکسیم به پلیمرها اضافه شود. ساختار طبیعی و متخلخل بافت، سوراخ‌های بسیار کوچکی را برای لانه‌سازی آمیدوکسیم‌ها ایجاد می‌کند، بنابراین یون‌های اورانیل را راحت‌تر به دام می‌اندازد.
در طول این تحقیق، محققان پارچه های پوشش داده شده را به عنوان کاتد در آب دریا از منابع طبیعی یا آب دریای غنی از اورانیوم قرار دادند و یک آند گرافیت کوچک اضافه کردند و یک جریان چرخه ای بین الکترودها ایجاد کردند. با گذشت زمان، رسوبات اورانیوم زرد روشن بر روی پارچه کاتدی ایجاد شد.
در این آزمایش ها، دانشمندان از آب دریا گرفته شده از دریای بوهای در چین استفاده کردند و الکترودها 12.6 میلی گرم اورانیوم در هر گرم ماده فعال پوشش داده شده را طی 24 روز استخراج کردند. ظرفیت مواد پوشش داده شده نسبت به سایر مواد معدنی اورانیوم آزمایش شده توسط اعضای این تیم برتر بود. بعلاوه استفاده از الکتروشیمی برای به دام انداختن یونها تقریباً سه برابر سریعتر از تجمع آنها در پارچه بود.
محققان معتقدند این اقدام راهی موثر برای جذب اورانیوم از آب دریا است که می تواند اقیانوس ها را به تامین کنندگان جدید سوخت هسته ای برای جهان تبدیل کند.
آبنما: scitechdaily
۵۸۵۸
