太阳能驱动，海水直接“炼”铀？中国团队突破引领未来！

当全球争相寻找清洁能源解决方案时，核能以其惊人的能量密度和低碳排放备受瞩目。而这一切的核心燃料——铀，蕴藏着令人震撼的能量潜力。铀原子核裂变释放的能量堪称自然界的能量密度之王1克铀-235完全裂变产生的能量，相当于燃烧2.7吨优质煤。一座百万千瓦核电站，每年仅需补充约30吨核燃料，仅为同样规模煤电厂耗煤的十万分之一，却能持续稳定供电，相当于减少600万吨二氧化碳排放。

浩瀚海洋蕴藏着惊人的能量密码，其中溶解的铀资源总量约45亿吨，是陆地已探明储量的700多倍。然而，要从浓度仅为十亿分之三的海水中提取这珍贵的核能“黄金”，其难度无异于大海捞针。传统海水提铀方法受困于效率低下和杂质共沉积问题，一直制约着这项技术的规模化应用。

近日，西南科技大学核素分离与核环境安全团队带来了一项振奋人心的突破。他们成功研发出一种协同配位—还原界面一体化的全新电极材料，实现了从海水中电化学提取黑色二氧化铀产物。这项技术的核心在于其独特的一体化设计思路。

这种新型电极材料仿佛拥有智慧的双重能力。一方面，其表面精妙的配位结构如同敏锐的探测器，能够在成分复杂的海水中精准识别并牢牢锁定极其微量的铀酰离子。另一方面，将捕捉与转化铀酰离子的位置在空间上合二为一。被捕获的铀酰离子无需经历传统繁琐的转移和处理步骤，直接在电极表面发生还原反应，一步到位转化为为稳定的四价铀固体状态，有效阻止了海水中其他杂质金属离子在电极上沉积干扰。

这种将“精准捕捉”与“原位转化”合二为一的创新设计，彻底打破了传统海水提铀工艺中吸附富集与后续化学转化分离的固有模式。流程的大幅简化带来了提铀效率的显著提升和操作成本的明显下降。实验结果显示，每克电极新材料每天产生2.65毫克铀的电化学铀提取能力，处于目前同类型电极的国际最高水平。

此外，团队成功搭建了全球首台能源自持式流动型电化学海水提铀装置。该装置巧妙将海上太阳能直接转化为电能，摆脱了对外加电场的依赖，首次在海南棋子湾的中核集团海试平台上实现了真实海洋环境下的稳定运行。在自然光照条件下，装置持续输出3至5伏电压，标志着该技术完成了从实验室到海洋实证的关键跨越。

这项意义重大的研究成果已发表于国际顶级期刊《自然·通讯》，为全球开发海洋铀资源提供了极具价值的新策略。它不仅是材料科学领域的一次巧妙胜利，更标志着我们在高效利用海洋核能资源的道路上迈出了坚实的一步。

展望未来，随着技术的持续优化和成熟，沉睡在蔚蓝海水中的巨大核能宝库，有望真正被唤醒，成为支撑人类可持续发展的清洁能源版图中不可或缺的闪亮拼图。当新型电极探入奔涌的海水，黑色二氧化铀晶体悄然析出，这无声的转化过程，正悄然重塑着人类获取核能未来的可能性。

原文标题:太阳能驱动，海水直接“炼”铀？中国团队突破引领未来！