使用电吸附工艺比较活性炭和石墨烯基电极,通过LCA框架量化通过提取相关的环境影响
Naseem Akhtar1,2, Aznan Fazli Ismail3,4, Marlia M Hanafiah5,6
1Nuclear Science Program, Department of Applied Physics, Faculty of Science and Technology, Universiti Kebangsaan Malaysia, UKM Bangi, Selangor, 43600, Malaysia.
Scientific reports
|November 29, 2025
概括
与活性碳电极 (ACE) 相比,基于石墨烯的电极 (GBE) 为从放射性废物中提取提供了更可持续的方法. GBE显著减少了环境影响和毒性,使其成为放射性废物管理的理想选择.
科学领域:
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 核废物管理 核废物管理
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 从放射性废物中提取是至关重要的,但会给环境和健康带来风险.
- 之前关于电吸收用于回收的研究缺乏全面的生命周期评估 (LCA).
- 现有的方法,如溶剂提取和离子交换,在环境影响方面存在局限性.
研究的目的:
- 用电吸收方法量化提取的环境影响和排放生命周期.
- 为了比较活性炭电极 (ACE) 和石墨烯基电极 (GBE) 在电吸收中的可持续性.
- 在可持续的LCA框架内评估提取效率和环境影响.
主要方法:
- 使用生命周期评估 (LCA) 框架来评估环境影响.
- 对LCA的库存数据来源于Ecoinvent数据库3.
- 在提取过程中对ACE和GBE系统的中点和终点指标进行比较分析.
主要成果:
- 该ACE系统的环境影响明显高于每1公斤提取的的GBE.
- 与GBE相比,ACE显示人体毒性,淡水生态毒性和海洋生态毒性增加.
- GBE在去除方面表现出卓越的性能,对人类健康,生态系统和资源的影响较小.
结论:
- 基于石墨烯的电极 (GBE) 在提取方面比活性碳电极 (ACE) 更有效和环保.
- GBE技术为含的放射性废物管理提供了一个可持续的解决方案.
- 这项研究强调了LCA在评估核废物处理的不同电极材料的环境可行性方面的重要性.
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