這是一塊天然鈾礦石，由它生產(chǎn)的濃縮鈾，是核裂變的關(guān)鍵原料。

原子彈、氫彈、核潛艇、放射治療、農(nóng)業(yè)育種，還有最關(guān)鍵的——核電站，全都靠它運(yùn)轉(zhuǎn)。

可你知道嗎，我們中國(guó)，是一個(gè)極度缺鈾的國(guó)家。

光2021年一年，我們就進(jìn)口了1.3萬(wàn)多噸的鈾，花掉13億美元。

而另一邊，是已建和在建的70多座核電站嗷嗷待哺。

缺口正在快速擴(kuò)大，怎么辦？

大家好我是火箭叔，現(xiàn)在，辦法來(lái)了——中國(guó)的科學(xué)家研發(fā)出了一種全新的方法，能以極低的成本從海水中提取出鈾。該論文已經(jīng)發(fā)表在五月的《自然》雜志上，一旦規(guī)模化，將徹底解決我們的“鈾焦慮”，下面我們就來(lái)了解一下。

海洋其實(shí)是一座被忽略的“鈾礦”，科學(xué)家估計(jì)，其中蘊(yùn)藏著約?45?億噸鈾——是陸地探明儲(chǔ)量的千倍以上，足夠人類用上萬(wàn)年。但它非常稀薄，每升海水中僅含約?3.3?微克，相當(dāng)于在30萬(wàn)瓶礦泉水中只能找出一粒鹽那么大的鈾。過(guò)去60年，全球科學(xué)家試過(guò)各種“撈鈾”方法：日本人用“吸附布”像捕魚(yú)網(wǎng)一樣攔截鈾離子，但效率太低，1990年代費(fèi)盡力氣才從海里撈出1公斤鈾；美國(guó)人嘗試通電吸附，可耗能巨大，成本高達(dá)每公斤360美元，根本無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用。

而中國(guó)的科學(xué)家則在他們跌倒的地方繼續(xù)深挖，終于，為世界帶來(lái)了一種全新的技術(shù)——雙極電化學(xué)提鈾技術(shù)，直接把成本砍到每公斤83美元！咱們簡(jiǎn)單介紹一下，它采用雙極銅電極系統(tǒng)，既有正極也有負(fù)極，兩端都能同步捕捉鈾離子，而傳統(tǒng)方法只在正極能吸附鈾。在通上比手機(jī)充電電壓還低的0.6伏電后，就可以在40分鐘內(nèi)完全提取出流經(jīng)期間海水中的鈾——提取率比老方法高了10倍，而能耗卻低了1000倍。所以成本直線下降，只有物理吸附法的?40% ，舊電化學(xué)法的?23% 。

所以，咱們的鈾產(chǎn)量是要起飛了嗎？可能還沒(méi)那么快。

要將實(shí)驗(yàn)室成果推向工業(yè)化，仍面臨不少挑戰(zhàn)。首先，裝置規(guī)模化后，如何保持相同的提取效率是關(guān)鍵——小體積測(cè)試能在 1?升海水中實(shí)現(xiàn)?100% 提取，但在 100?升以上的大流量系統(tǒng)中，鈾離子捕捉率可能下滑，需要優(yōu)化電極排布或堆疊密度；其次，海水中含有釩、鐵、鈣等干擾離子，它們的化學(xué)性質(zhì)類似鈾，曾讓傳統(tǒng)吸附材料“暈頭轉(zhuǎn)向”。要保證電極對(duì)鈾離子的高選擇性、避免被雜質(zhì)“搶占”吸附位點(diǎn)，必須在材料表面做更精細(xì)的化學(xué)改性；最后，海洋環(huán)境復(fù)雜多變，電極耐腐蝕性和抗生物污染能力也要大幅提升。科研團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃通過(guò)電極表面涂層、增加流場(chǎng)設(shè)計(jì)以及在線清洗等手段，一步步化解這些難題，為 2035?年前建成示范工廠、2050?年前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

國(guó)際能源署預(yù)測(cè)：2030年中國(guó)核電容量將超美歐總和。所以你說(shuō)這場(chǎng)技術(shù)突破是不是來(lái)得正是時(shí)候。一旦成功落地，它必將徹底改變中國(guó)乃至全球的核燃料格局。當(dāng)科學(xué)家把海水變成“鈾礦”，遼闊海域?qū)⒊蔀槲覈?guó)核能的“戰(zhàn)略儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)”。核電站不再為燃料發(fā)愁，能源安全與低碳發(fā)展也將得到雙重保障。讓我們一起見(jiàn)證這場(chǎng)中國(guó)科技助推的能源革命！