Uran je velmi důležitý kov v energetickém průmyslu, jeho získávání jsem se tu už před lety věnoval. Nově objevená metoda umožňuje elektrochemicky zachytávat uran do chelátu připraveného z karboranu a až je potřeba, je možné ho zpětně uvolnit.
Borany a karborany
Borany jsou hydridy bóru, tzn. sloučeniny bóru s vodíkem. Nejjednodušší boran je BH3, jeho dimer se nazývá diboran a má vzorec B2H6, jejich struktury jsou na obr. 1. Vazba B-H-B je tzv. třícenterní dvouelektronov vazba, je to typ elektronově deficitní vazby, místo očekávaných čtyř elektronů ji tvoří pouze tři.
Vyšší borany vytvářejí klecovité struktury, např. B12H12, viz. obr. 2.
Karborany jsou deriváty boranů, kde došlo k substituci jednoho nebo více atomů boru za atomy uhlíku, viz. obr. 3.
Cheláty
Jako cheláty označujeme komplexy kovových iontů s vícevaznými ligandy, tyto komplexy jsou stabilnější než komplexy s jednovaznými ligandy.
Více informací najdete v článku o koordinačních sloučeninách.
Extrakce uranu
Navržená elektrochemická metoda extrakce umožňuje separovat uran od plutonia, podobně jako proces PUREX. To by v praxi umožnilo využít neštěpený uran z vypáleného paliva znovu jako palivo pro reaktor a zároveň by se snížila nebezpečnost jaderného odpadu.
Pro zachytávání uranu využili vědci karborán substituovaný dvěma jednotkami P(O)Ph2. Tento karborán dokáže chelatovat iont uranylu (UO22+) a poté jej zase uvolnit, viz. obr. 4.
Přivedením potenciálu na dvojfázový systém (v jedné fázi je roztok derivátu karboránu a v druhé roztok uranylu) dojde k otevření klece a polapení uranylové iontu. Stejným způsobem pak lze uranyl z komplexu uvolnit.
Molekuly extrakčního činidla je možné využívat opakovaně. Pokud se tento proces povede zavést do praxe, půjde o velmi významný nástroj umožňující získávání uranu z mořské vody a zpracovávání jaderného odpadu.