無汞分離技術突破！核融合燃料新希望
核融合燃料的生產一直面臨重大挑戰，關鍵在於其原料「鋰-6」的分離過程需要使用劇毒的水銀，這項技術自1963年起在美國被禁止使用。如今，研究團隊開發出一種無汞分離技術，不僅效果與傳統方法相當，更為核融合能源的發展開啟了新契機。
這項突破性研究由蘇黎世聯邦理工學院與德州農工大學的化學家Sarbajit Banerjee主導，並發表於《Chem》期刊。Banerjee指出：「鋰-6是核能復興的關鍵材料，這項技術為同位素分離提供了一個可行的替代方案。」
傳統的COLEX製程使用液態水銀來分離鋰-6，由於汙染問題，美國自1963年起便禁止使用。此後，美國研究所需的鋰-6幾乎都依賴田納西州橡樹嶺國家實驗室的庫存，而這些庫存正逐漸減少。因此，開發安全的分離方法將是實現核融合能源的關鍵。
研究團隊的突破來自於開發用於淨化「產出水」的薄膜技術。他們發現，這種薄膜能選擇性地捕捉水中的鋰，這促使他們進一步探索其對鋰-6同位素的分離能力。薄膜的核心材料是一種名為「zeta-釩氧化物」（ζ-V2O5）的實驗室合成無機化合物，其獨特的單向隧道結構使其具有優異的鋰捕捉能力。
研究團隊利用zeta-V2O5陰極建立了一個電化學電池，當含鋰離子的水溶液透過電池並施加電壓時，帶正電的鋰離子會被吸引到帶負電的zeta-V2O5基質中。由於鋰-6和鋰-7離子的移動方式不同，zeta-V2O<5的隧道會優先捕捉鋰-6離子，而移動性較強的鋰-7離子則會逃脫。
研究結果顯示，單次電化學迴圈可將鋰-6的濃度提高5.7%。要達到核融合所需的30%鋰-6濃度，需重複25次迴圈；而要獲得90%的鋰-6，則需約45次連續迴圈。研究團隊表示，這種濃縮水平與COLEX製程相當，但完全不需要使用水銀。
Banerjee指出：「目前我們尚未進行工業化生產，在設計迴圈系統方面還有一些工程問題需要克服，但透過多次迴圈，我們可以以相當低的成本獲得核融合級鋰。」研究團隊認為，像zeta-V2O5這樣的材料還可用於分離其他物質，例如將放射性同位素與非放射性同位素分離。
目前，研究團隊正致力於將這項技術擴充套件到工業規模。Banerjee表示：「我認為核融合作為清潔能源的最終解決方案，引起了廣泛的興趣。我們希望能獲得一些支援，將這項技術發展成實際可行的解決方案。」
