核废物管理的创新解决方案

核能已经再次成为一个热门话题在世界深切关注化石燃料的使用的环境和地缘政治后果。大规模发电的能力,而温室气体排放没有持有的承诺作为一个长期的清洁能源,桥社会的过渡从化石燃料转向一个零的未来。

核能发电,另一方面,产生放射性废物。安全处置核废料仍然必须解决的一个关键挑战获得公众信任这变革力量的解决方案。

科学家从休斯顿大学现在已经开发了分子晶体基于cyclotetrabenzil腙作为一种新颖的方法来管理核废料。这些晶体可以捕捉碘,最普遍的放射性裂变产物,在水和有机溶剂,以及两者之间的接口。他们都是基于一个突破性的发现2015年由集团。

这最后一点尤为突出,因为碘捕捉接口可以防止碘达到和破坏性的专业油漆涂料用于核反应堆安全壳和浪费。

Ognjen Miljanic,研究相应的作家和教授,化学,休斯顿大学

这项研究发表在《华尔街日报》细胞物理科学报告由美国国家科学基金会资助。

这些晶体有一个令人难以置信的碘吸收能力,多孔金属有机框架的超过(mof)和共价有机框架(咖啡),最初被认为是碘的顶峰捕捉材料。

这个发现是亚历山德拉•罗伯斯,这项研究的第一作者、前博士生的论文是基于这个调查,正与晶体Miljanic实验室。罗伯斯看着用晶体捕捉碘因为她感兴趣的是找到一个方法来处理核废料。

她最终获取碘有机和水之间的界面层,这是一群缺乏研究的现象。当材料沉积在有机和水层之间,它基本上停止碘的转移从一层到另一个。

Ognjen Miljanic,研究相应的作家和教授,化学,休斯顿大学

这个过程不仅保持涂料和提高反应堆密封的完整性,但它也允许捕获的碘从一个地方转移到另一个地方。”这里的想法是,你捕获在一个地方,很难管理,然后释放它在的地方很容易管理”Miljanic笔记。

另外,这国技术允许重用的晶体。”如果污染物就坚持摄政,整件事情必须丢弃。这增加了浪费和经济损失,”Miljanic补充道。

这些令人难以置信的潜力必须测试在实际应用程序中,Miljanic思考接下来的步骤。

分子、晶体、章鱼、噢我的天!

Miljanic的团队使用商用化学品来生成这些小有机分子组成的碳,氢和氧原子。

研究小组称每个晶体“章鱼”,因为它是一个环形结构与线性的八块来自它。

”他们很容易制作,可以在大规模生产的相对廉价的材料没有任何特殊的保护气氛”,Miljanic说。

在学术实验室,他估计,目前生产这些晶体大约1美元每克。Miljanic认为成本会大幅降低工业设置。

这些贪婪的小晶体可以捕获的不仅仅是碘。Miljanic和他的同事们使用其中一些捕捉有限公司₂,这将是另一个重要一步一个更清洁、更可持续的世界。此外,分子所观察到的“章鱼”是密切相关的材料用于制造锂离子电池、新能源机会铺平了道路。

这是一种简单的分子,可以做各种不同的事情取决于我们如何与其他任何给定的系统集成。所以,我们追求所有这些应用程序。

Ognjen Miljanic,研究相应的作家和教授,化学,休斯顿大学

晶体的巨大的潜在刺激他,他渴望调查他们如何在现实生活中使用。找到一个伴侣将帮助科学家探索各种商业方面是他的下一个目标。

提高他们在此之前,研究人员打算深入挖掘动力学和晶体结构的行为。

期刊引用:

罗伯斯、。等。高碘(2023)Cyclobenzil腙捕获能力在解决方案和接口。细胞物理科学报告。doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101509。

来源:https://www.uh.edu