利用基于石墨烯的电化学泵实现可扩展且高效的氢同位素分离
材料科学
2017-05-18 v2
摘要
每年有数千吨同位素混合物被处理，用于重水生产和氚去污。现有技术仍然极度耗能，且需要大量资本投资。需要新的方法来减少该产业的足迹。最近有研究表明，微米级石墨烯晶体可以作为高效的氢同位素筛，通过电化学方式泵送穿过石墨烯。在此，我们报告了一种完全可扩展的方法，使用通过化学气相沉积获得的石墨烯，尽管存在裂纹和缺陷，仍可实现约8的质子-氘核分离因子。预计其能耗将比现有技术低几个数量级。基于30平方米石墨烯（一种容易获取的量）的膜可以提供与现代工厂相当的重水产量。氚分离预计将具有更高的效率。由于不存在放大的根本性障碍，该技术的简单性、高效性和绿色资质值得核工业及相关产业予以考虑。
引用
@article{arxiv.1702.07562,
title = {Scalable and efficient separation of hydrogen isotopes using graphene-based electrochemical pumping},
author = {M. Lozada-Hidalgo and S. Zhang and S. Hu and A. Esfandiar and I. V. Grigorieva and A. K. Geim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07562},
year = {2017}
}