Heterogeneous Capture and Release of Energy Metals Using Carborane-Tethered Electrodes
Notice bibliographique
Résumé
Li and U are the only trace metals dissolved in seawater that are proposed to be economical to extract. Both are at very low concentrations (Li (0.17 ppm), U (3.3 ppb)); however, their total content are approximately 10,000 and 1,000 times higher than in land-based reserves, respectively, representing huge untapped resources which could be collected in an environmentally friendly manner. With surging demand for Li-ion batteries for energy storage, it is estimated that current production methods will soon not meet market demands. In addition, low-carbon nuclear energy production is also expected to increase dramatically in many major countries. Previous studies have shown that reduction of the substituted closo-carborane polyhedral cluster, 1,2-L2-C2B10H10, to the nido-carborane, [1,2-L2-C2B10H10]2-, resulted in the rupture of the C–C bond, cage opening, and an increased bite angle, Θ (Scheme). This talk will start by describing how we used this redox-controlled chelation for the selective electrochemical capture and release of UO2 2+ from mixed-metal mixtures mimicking spent nuclear fuel in monophasic and biphasic media (Scheme; M = UO2 2+; L = Ph2PO).1-2 We will then discuss our current efforts to target other metals of energy importance, in particular M = Li+, for seawater extraction by incorporating Li-selective donating groups, L (Scheme). This talk will then focus heavily on our current work on anchoring these carboranes onto electrode surfaces using anchoring groups – e.g., allyl, pyrene, or thiols – for heterogeneous capture and release using galvanostatic charge/discharge cycles. Recent, soon-to-be published results demonstrate the successful application of this redox-controlled chelation for heterogeneous, selective capture of UO2 2+ from mixed-metal mixtures. Keener, M.; Hunt, C.; Carroll, T. G.; Kampel, V.; Dobrovetsky, R.; Hayton, T. W.; Ménard, G. Redox-switchable carboranes for uranium capture and release. Nature 2020, 577, 652-655. Keener, M.; Mattejat, M.; Zheng, S.-L.; Wu, G.; Hayton, T. W.; Ménard, G. Selective electrochemical capture and release of uranyl from aqueous alkali, lanthanide, and actinide mixtures using redox-switchable carboranes. Chem. Sci. 2022, 13, 3369-3374. Figure 1
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».