▲南海海域公斤级海试试验平台

铀是核电站不可或缺的燃料，但陆地铀储量十分有限。海水中虽然有大量铀，浓度却好比“一滴眼泪掉在西湖里”。如何将这滴宝贵的铀“泪”提取出来？

近日，国际欧亚科学院院士，中国科学院上海高等研究院绿色化学工程技术研究与发展中心姜标研究员研究团队，成功开展了功能纳米膜公斤级海水提铀试验。

经过多年努力，姜标研究团队在实验室中找到了善于吸附铀的纳米纤维功能膜，即将开展更大规模海水提铀海试试验。

铀是核能事业发展的战略性原材料，而陆地铀的总储量仅够人类使用几十年，海水中蕴藏着约40亿吨铀，是陆地储量的近1000倍，或将成为人类取之不竭的铀资源。

我国核电的快速发展，但我国铀年产量却非常有限，供需缺口很大，海水提铀的工程化实施或将为缓解我国的铀困境提供一条可选的新途径。

中国科学院上海高等研究院基于静电纺丝技术成功制备了铀吸附速率快、吸附容量高、离子选择性好的纳米纤维功能膜，近10年间完成了从实验室膜片到工业膜组件的批量生产。

▲东海海域小规模海试试验

在实验室开展了近百次的模拟循环吸附、脱附工艺验证后，研究团队于2018年首次在东海海域实施了小规模的海水提铀海试示范，单个吸附周期（30天）获得了近20克的铀黄饼。

2019年11月，研究团队通过产学研合作，在南海海域建设了功能纳米膜公斤级海水提铀海试试验平台以及配套改性和洗脱平台。

▲南海海试作业现场

近两年间，在该海试平台上，研究团队完成了100余支膜组件的海试投放和循环吸脱附试验。同时，他们还建立了完整的铀吸附、洗脱、活化技术体系，并进行了技术经济性评估。

这是我国首次基于纳米膜的最大规模的海水提铀海试试验。“海试试验是海水提铀工业化的关键，也是海水提铀能否成功的试金石。”姜标院士说，“将来我们的技术还可以用在稀土上”。

“一根1米高的工业膜组件有效吸附面积相当于一个足球场大小，全生命周期可吸附提取近600克的铀。”项目负责人之一中科院上海高等研究院副研究员、中国科学院青年创新促进会会员李继香说。

本次试验的实施将有效推进我国海水提铀从“实验室”走向“海洋”，为海水提铀的工程化应用提供重要的技术支持。

在今年召开的中国海水提铀技术创新联盟理事会成立大会上，再次明确了我国海水提铀的战略地位，同时规划出未来30年的海水提铀路线图——

我国海水提铀将实施“三步走”战略：

第一阶段（2021-2025），实现海水中提取公斤级铀产品能力；

第二阶段（2026-2035），建成海水提铀吨级示范工程；

第三阶段（2036-2050），实现海水中提取铀产品连续生产能力。

日前，研究团队正联合中核集团旗下核电运行研究（上海）有限公司，对海洋工程实施技术进行完善。姜标院士预计，五六年内有望完成海试提铀吨级实验。

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