Menu Close

Grafen – najlepszy filtr odpadów nuklearnych

Według Uniwersytetu w Manchester grafen może uprościć produkcję ciężkiej wody i pomóc w oczyszczaniu odpadów nuklearnych poprzez filtrowanie izotopów wodoru. Zgodnie z artykułem w “Science”, zespół kierowany przez Sir Andre Geim wykazał, że membrany wykonane z grafenu

mogą działać podobnie jak sito, oddzielając protony wodoru od cięższych jąder izotopów wodoru, deuteru czy trytu.  Znaczy to, że produkcja ciężkiej wody dla elektrowni jądrowych może być dziesięć razy mniej energochłonna, prostsza i tańsza przy wykorzystaniu tej technologii. Jeden z izotopów wodoru, deuter, jest szeroko stosowany w analitycznych technologiach chemicznych, a także jako ciężka woda w tysiącach ton w  eksploatacji elektrowni jądrowych. Najcięższy z izotopów, tryt, jest radioaktywny i musi być bezpiecznie usunięty jako produkt uboczny wytwarzania energii elektrycznej w procesie rozszczepienia jądra atomowego. Obecne technologie separacji stosowane do produkcji ciężkiej wody są bardzo energochłonne i stanowią poważny problem naukowy i przemysłowy, a zastosowanie do tego celu grafenu wygląda bardzo obiecująco. Naukowcy przetestowali, czy deuterony – jądra deuteru – mogą przechodzić przez grafen i jego siostrzany materiał azotek boru. Oczekiwali, że deuterony będą łatwo przechodzić, bowiem istniejące teorie nie przewidują żadnych różnic w przepuszczalności obu izotopów. Zaskoczeni byli, nie tylko skutecznością przesiewu deuteronów przez błony o grubości jednego atomu, ale również wysoką skutecznością separacji. Odkrycie czyni pojedyncze warstwy grafenu i azotku boru atrakcyjnymi membranami do oddzielania i wzbogacania mieszaniny deuteru i trytu. Co więcej, naukowcy wykazali, że separacja jest w pełni skalowalna. Za pomocą chemicznego naparowywaniu grafenu (CVD) zbudowali urządzenia centymetrowej wielkości skutecznie wypompowujące wodór z mieszaniny deuteru i wodoru. Dr Marcelo Lozada-Hidalgo, z University of Manchester i pierwszy autor artykułu stwierdziła że, “Jest to naprawdę pierwsza membrana pozwalająca na rozróżnienie cząstek subatomowych w temperaturze pokojowej. Teraz, gdy okazało się, że jest to w pełni skalowalna technologia, mamy nadzieję, że szybko znajdzie swoją drogę do szerszych przemysłowych zastosowań.” Profesor Irina Grigorieva, współautor badania, stwierdziła iż “Byliśmy oszołomieni widząc, że membrana może być używany do oddzielania cząstek elementarnych. Jest to bardzo prosty zestaw do montażu. Mamy nadzieję, że filtry te znajdą zastosowanie nie tylko w technologiach analitycznych i chemicznych, ale również w oczyszczaniu odpadów nuklearnych z radioaktywnego trytu “.

wg. nanomagazine.co.uk

Andrea

Leave a Reply

Your email address will not be published.