Porous material: Efficient separation of water and heavy water!
ーThe way to remove tritium in the futureー
Kyoto University
Professor Susumu Kitagawa
– “Porous materials” with countless tiny holes like activated carbon –
The research team
The properties of “water and heavy water” are very similar and difficult to separate
They succeeded in “separating water and heavy water efficiently.”
It was published in the British scientific journal Nature on November 9.
Efficient separation
Separation efficiency is “more than 100 times higher than conventional methods”
“Separation of radioactive tritium (tritium)” is also possible in principle.
Tokyo Electric Power Company
Tritium is included in the “increasing amount of treated water at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant.”
It is the most important issue of “nuclear reactor treated water discharged into the sea around the world”.
Research team:
“Tritium has a greater difference in properties from water than heavy water,” making it easier to separate.
In the future, we will also proceed with research on tritium.
Kahoku Shimpo Online
https://kahoku.news/articles/knp2022111001000064.html
Water and heavy water separated by “dragonfly” molecules
Tritium is also an “important target”
Kyoto University:
We have developed a material that efficiently separates water and heavy water.
“We can also expect application to the radioactive substance tritium,” he said.
On November 10, it was published in the British scientific journal Nature.
Water and deuterium:
Water is a compound of two hydrogens and one oxygen.
“Hydrogen” contains one proton and one electron.
“Deuterium” also contains one neutron.
Heavy water applications:
Heavy water is radiation therapy,
reactor moderator,
It is also widely used in scientific research.
However, it is extremely difficult to separate it from water, which has similar properties.
Conventional heavy water production:
Currently, in heavy water production,
It requires a large amount of fuel and large-scale equipment because it “repeates distillation and electrolysis many times.”
Asahi Shimbun Digital
https://www.asahi.com/articles/ASQC96WKSQC9PLBJ005.html
Matériau poreux : Séparation efficace de l’eau et de l’eau lourde !
ーLa façon d’éliminer le tritium à l’avenirー
Université de Kyoto
Professeur Susumu Kitagawa
– “Matériaux poreux” avec d’innombrables petits trous comme le charbon actif –
L’équipe de recherche
Les propriétés de “l’eau et l’eau lourde” sont très similaires et difficiles à séparer
Ils ont réussi à “séparer efficacement l’eau et l’eau lourde”.
Il a été publié dans la revue scientifique britannique Nature le 9 novembre.
Séparation efficace
L’efficacité de la séparation est “plus de 100 fois supérieure aux méthodes conventionnelles”
La “séparation du tritium radioactif (tritium)” est également possible en principe.
Compagnie d’électricité de Tokyo
Le tritium est inclus dans la “quantité croissante d’eau traitée à la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi”.
C’est la question la plus importante des « eaux traitées par les réacteurs nucléaires rejetées en mer dans le monde ».
Équipe de recherche:
“Le tritium a une plus grande différence de propriétés avec l’eau que l’eau lourde”, ce qui facilite sa séparation.
À l’avenir, nous procéderons également à des recherches sur le tritium.
Kahoku Shimpo en ligne
Eau et eau lourde séparées par des molécules “libellule”
Le tritium est aussi une « cible importante »
Université de Kyôto :
Nous avons développé un matériau qui sépare efficacement l’eau et l’eau lourde.
“Nous pouvons également nous attendre à une application au tritium, une substance radioactive”, a-t-il déclaré.
Le 10 novembre, il a été publié dans la revue scientifique britannique Nature.
Eau et deutérium :
L’eau est un composé de deux hydrogènes et d’un oxygène.
“Hydrogène” contient un proton et un électron.
“Deutérium” contient également un neutron.
Applications eau lourde :
L’eau lourde est la radiothérapie,
modérateur de réacteur,
Il est également largement utilisé dans la recherche scientifique.
Cependant, il est extrêmement difficile de le séparer de l’eau, qui a des propriétés similaires.
Production d’eau lourde conventionnelle :
Actuellement, dans la production d’eau lourde,
Il nécessite une grande quantité de carburant et un équipement à grande échelle car il “répéte plusieurs fois la distillation et l’électrolyse”.
Asahi Shimbun Numérique
Poröses Material: Effiziente Trennung von Wasser und schwerem Wasser!
ーDer Weg zur Entfernung von Tritium in der Zukunftー
Universität Kyoto
Professor Susumu Kitagawa
– “Poröse Materialien” mit unzähligen winzigen Löchern wie Aktivkohle –
Das Forschungsteam
Die Eigenschaften von „Wasser und schwerem Wasser“ sind sehr ähnlich und schwer zu trennen
Ihnen sei es gelungen, „Wasser und schweres Wasser effizient zu trennen“.
Es wurde am 9. November im britischen Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht.
Effiziente Trennung
Abscheidegrad „mehr als 100-mal höher als bei herkömmlichen Verfahren“
Auch eine “Abtrennung von radioaktivem Tritium (Tritium)” ist grundsätzlich möglich.
Tokyo Electric Power Company
Tritium ist in der „zunehmenden Menge an behandeltem Wasser im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi“ enthalten.
Es ist das wichtigste Thema von “Kernreaktor-behandeltem Wasser, das weltweit ins Meer eingeleitet wird”.
Forschungsgruppe:
„Tritium hat einen größeren Unterschied in den Eigenschaften von Wasser als schweres Wasser“, wodurch es einfacher zu trennen ist.
Zukünftig werden wir auch die Tritium-Forschung vorantreiben.
Kahoku Shimpo Online
Wasser und schweres Wasser getrennt durch “Libellen”-Moleküle
Auch Tritium ist ein „wichtiges Ziel“
Universität Kyoto:
Wir haben ein Material entwickelt, das Wasser und schweres Wasser effizient trennt.
“Wir können auch eine Anwendung auf die radioaktive Substanz Tritium erwarten”, sagte er.
Am 10. November wurde es im britischen Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht.
Wasser und Deuterium:
Wasser ist eine Verbindung aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
“Wasserstoff” enthält ein Proton und ein Elektron.
“Deuterium” enthält auch ein Neutron.
Schwerwasseranwendungen:
Schweres Wasser ist Strahlentherapie,
Reaktormoderator,
Es wird auch häufig in der wissenschaftlichen Forschung verwendet.
Es ist jedoch äußerst schwierig, es von Wasser zu trennen, das ähnliche Eigenschaften hat.
Konventionelle Schwerwasserproduktion:
Derzeit, in der Schwerwasserproduktion,
Es erfordert eine große Menge an Brennstoff und umfangreiche Ausrüstung, weil es “viele Male Destillation und Elektrolyse wiederholt”.
Asahi Shimbun Digital
Separating water isotopologues using diffusion-regulatory porous materials
Nature
Abstract
The discovery of a method to separate isotopologues,
molecular entities that differ in only isotopic composition1, is fundamentally and technologically essential but remains challenging2,3.
Water isotopologues,
which are very important in biological processes, industry, medical care, etc.
are among the most difficult isotopologue pairs to separate because of their very similar physicochemical properties and chemical exchange equilibrium.
Herein,
we report efficient separation of water isotopologues at room temperature
by constructing two porous coordination polymers (PCPs, or metal–organic frameworks)
in which flip-flop molecular motions within the frameworks provide diffusion-regulatory functionality.
Guest traffic is regulated by the local motions of dynamic gates on contracted pore apertures,
thereby amplifying the slight differences in the diffusion rates of water isotopologues.
Significant temperature-responsive adsorption occurs on both PCPs:
H2O vapour is preferentially adsorbed into the PCPs,
with substantially increased uptake compared to that of D2O vapour,
facilitating kinetics-based vapour separation of H2O/HDO/D2O ternary mixtures with high H2O separation factors of around 210 at room temperature.