摘要：近日，美国斯坦福大学在海水取铀上取得重大研究进展，海洋成为未来的核能之源或将成为现实。

在美国芝加哥大学的公告办公室，墙上挂着一张模拟钟表的画，叫“最后的时钟（The Doomsday Clock）”。这是 1947 年冷战开始时，“原子科学家和安全委员会公报”的成员们制作的时钟。上面的时针永远指向12点，分针则根据他们对世界安全的认识进行调整。2015年1月，考虑到气候变化及由此可能引发的全球性******活动，时钟的分针从55分调整为57分，距离午夜只有3分钟。最近，时钟被调快30秒，现在时间为23时57分30秒。

停留在午夜前的“最后的时钟” 

时钟的调整给全球一个警示：气候变化已然成为全球性的紧迫问题。而气候变化一个主要的原因是CO2的排放。替代形式的清洁能源如风能、太阳能、核能对减少世界碳排放至关重要。虽然太阳能和风能的成本正在下降，但一些专家认为核电将是后化石能源时代的主要担当，因为它可以受人类操控，以匹配在用电高峰和低谷时的需求。

目前所说的核能主要来自核裂变，制约裂变核能发展的一个重要因素便是铀资源。核电承担着13％的全球电力。即使研究人员致力于提高反应堆内铀的利用率，从海水中提取铀可以减少核电依赖但在其国境内缺乏铀资源的国家的能源忧虑。

典型的铀资源匮乏的国家如日本就率先研究从海水中获取铀。海洋中有大量的带正电荷的铀酰离子存在的铀。总量估计为45亿吨，足以为当前核电站供电约6千万年。 然而，在海水中铀盐的含量却十分低，这就使得海水取铀犹如大海捞针，到目前为止，怎样提高提取的经济性成为业内头疼的问题。

斯坦福大学的研究

最近，斯坦福大学的研究人员成功研发出一种新技术，可以将捕获速率提高三倍以上，意味着海水取铀又向前迈进了一步。相关的研究成功发表在《Nature energy》杂志上。

科学家早就知道溶解在海水中的铀与氧化学结合形成带正电荷的铀离子。提取这些铀酰离子涉及将含有偕胺肟的化合物的塑料纤维浸入海水中。铀酰离子基本上吸附在偕胺肟上。当线束变得饱和时，通过化学处理洗脱上面的铀酰离子，然后通过纯化以用于反应堆内。

研究人员在检验电极

这种方法的实用性取决于三个主要变量：多少铀酰粘附在纤维上（容量）;如何快速地捕获铀酰离子（速率）;以及纤维可以重复使用多少次（重复使用率）。

在最近的工作中，斯坦福大学的研究人员改进了所有三个变量：容量，速率和重复使用率。他们的关键的进步是创造性地开发出一种新的碳化偕胺肟的导电纤维。通过向纤维发送电脉冲，它能够吸收比以前的纤维多达9倍的铀酰粒子而不会饱和。在半月湾长达11个小时的测试中，团队捕获的铀是之前的3倍，同时，这种纤维的使用寿命是也是标准偕胺肟的3倍。

在2012年，一个日本团队利用之前的海水提取技术，计算出提取每公斤铀需要300美元。这在当时是商业价格的3倍左右，但现在，铀的开发价格大概是之前的一半左右。“我们仍有很多工作要做，但这些都是迈向实用性的大步骤，”文章的合作者Li Cui说。

文章来源：

https://www.engadget.com/2017/02/20/endless-nuclear-power-can-be-found-in-the-seas/

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