中国研究人员找到了一种从海水中提取铀的方法，其效率是美国能源部设定目标速率的数倍，使中国在全球开发这一庞大核燃料来源的竞赛中处于领先地位。

来自青岛中国科学院的研究团队利用他们开发的一种名为PhosCage的材料实现了这一目标——这是一种海绵状分子结构，充满磷酸基团，充当化学陷阱。

研究人员在声明中表示，他们从天然海水样本中每克吸附剂回收了高达50.4毫克的铀——是美国每克6毫克目标的八倍多。

随后，他们将PhosCage制成毫米大小的珠粒，更易于在公海中部署和回收。这些珠粒每克捕获22.55毫克铀，并可在七次循环使用中持续发挥作用。

“这项工作开辟了从海水中提取铀的新途径，并为能够捕获更多铀、最终大规模使用的吸附剂奠定了基础，”中国科学院青岛生物能源与过程研究所团队在声明中表示。

这项技术对中国可能尤为重要。中国拥有可观的铀储量，但随着核电应用的扩大，其消耗量远超产量。

根据世界核协会的数据，2024年国内矿山仅生产了1600吨铀，仅为其核反应堆所需约13000吨的一小部分。这使得中国严重依赖进口。

全球陆地上已知铀资源约790万吨。但海洋中估计有45亿吨，其中大部分是随着时间的推移，铀被雨水从岩石中冲刷出来，再由河流带入大海而积累起来的。

仅地中海就含有约1200万吨铀——足以满足全球当前核燃料需求约180年。

但获取铀极其困难。一吨海水中仅含约3.3毫克铀，因此必须从大量水中筛选出这种元素。

而且铀并非孤立存在。海水是溶解元素的“汤”，其中一些元素比铀本身丰富得多。钒尤其麻烦，因为它会附着在相同的化学陷阱上，使两者难以分离。

多年来，美国能源部位于田纳西州和华盛顿州的国家实验室的科学家们一直试图攻克这一难题。橡树岭国家实验室开发了能捕获铀的特殊纤维，而太平洋西北国家实验室则在华盛顿州塞基姆湾流动的天然海水中对其进行了测试。

到2016年，美国最好的吸附剂在长时间接触海水后，每克能收集约6毫克铀。但这种方法仍远比陆地开采昂贵，美国能源部在其项目于2018年结束后基本退出了这一领域。

根据发表在《危险材料杂志》和《分离与纯化技术》上的两篇论文，青岛团队的工作克服了一些主要的提取障碍。

例如，在存在多种金属的测试中，这种珠状材料表现出对铀的明显偏好，包括对钒——最难与铀分离的元素之一——的偏好。

然而，这些实验也有局限性。研究人员在青岛沿海采集海水，并将25升（6.6加仑）海水通过实验室流动系统，而不是将吸附剂留在公海中——在公海中，波浪、水流和海洋生物会使这项工作困难得多。

与此同时，两项研究都没有为其回收的铀定价。研究人员表示，进一步的工作将集中在扩大材料规模并降低从海水中提取铀的总体成本上。