石墨烯筛子从氢氘

材料组成的一个层的原子,如石墨烯,可以更有效地分离氢和氘比几乎任何其他的过程。¹在英国这是科学家的结论,他们认为新的筛子可以大幅度降低生产成本对氘对核能发电和研究。

——重同位素氘氢包含除了一个质子一个中子,广泛用于核工业。结合氧气让沉重的水,它是用于裂变反应堆释放出中子减速。它也被运用于原型聚变反应堆,氘离子与离子融合的氚(氢带有两个中子)和氦- 3,等等。

重水形式,氘是出现在非常少量在地球的海洋,但不是特别容易提取。重水的生产通常始于能源密集型做腰带的人硫化过程,通常丰富海水重水20%通过一个循环与硫化氢反应。核级重水是至少99%纯进一步处理步骤,包括电解,这是能源密集型的,或蒸馏,这是非常缓慢的,是必要的。

厚膜,在曼彻斯特大学的化学家和物理学家,可以更快速、高效地提取氘。2014年,研究人员惊讶理论家证明氢原子核可以渗透到石墨烯和结构相似的物质,氮化硼的帮助下,一个小应用电压。²现在他们有了一步,显示二维表有一个倾向于通过常见的氘,氢原子核在那些和氚。

研究者的测量表明,石墨烯和氮化硼同位素浓缩因子约10重水与普通水混合。做腰带的人相比的硫化过程,具有富集因子约为2 - 3,10为电解或略高于蒸馏。石墨烯氢和氮化硼筛子的偏好对氘氢被认为是由于更大的振动能量,它可以“跳”材料的能量障碍。

化学工程师卡尔•约翰逊美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学的调用同位素浓缩示范“非常重大成就”,但认为筛子将更有用如果他们工作相反,倾向于在氢氘。这样,他说,你只需要一点电能运输相对少量的氘筛,而不是大量的能量传输更大数量的氢。

即便如此,Irina杰,曼彻斯特集团的一员,说石墨烯或氮硼同位素分离的能源成本应该至少10倍低于其他方法。此外,她相信大筛子由化学蒸汽沉积可能很快被用于工业,”就可以被纳入现有的工业基础设施,这应该是一个相对简单的工程任务。