中国は海水から極超音速兵器の燃料を抽出している。

SCMPによると、西北農林大学（中国）の科学者らは、海水からホウ素を抽出・収集できる新技術を開発した。

ホウ素は、中国の先進的な極超音速兵器の一部に搭載されているスクラムジェットエンジンの固体燃料として使用される軽量元素です。さらに、ネオジム・鉄・ホウ素系希土類磁石の主要成分でもあり、産業および防衛分野で広く使用されています。

戦略鉱物に関する貿易摩擦が続く中、ネオジムや鉄とともにホウ素の安定供給の必要性が世界のサプライチェーンにとってますます重要になっています。

ホウ素は中国の極超音速兵器の燃料生産において重要な役割を果たしている。（写真：サウスカロライナ州立大学モーニングスター校）

中国は世界最大のホウ素需要を抱えているものの、主要生産国ではありません。世界のホウ素供給の大部分はトルコと米国から来ています。

海水には微量のホウ素が含まれていますが、現在の逆浸透膜淡水化技術では除去できず、濃度が上昇する可能性さえあります。ホウ素が残っているろ過水を長期使用すると、健康に悪影響を及ぼす可能性があります。

11月7日にサイエンス・ブレティン誌に掲載された研究論文の中で、研究チームは、太陽光発電による界面蒸発（SDIE）技術が淡水生産の持続可能な解決策として検討されていると述べた。

研究チームは、最近SDIEシステムに選択吸着剤を統合したことで、淡水の分離とリチウム、ウラン、セシウムなどの多くの貴重な元素の回収を同時に実現できる可能性が開かれたと述べています。この基盤を基に、淡水の生成と海水からのホウ素の分離の両方を実現する太陽光発電システムを開発しました。

研究チームは、アルギン酸ナトリウムをベースとし、MXeneとMgOという2つのハイテク化合物を添加することで、MMSと呼ばれる新しいゲルを作製しました。MXeneはグラフェンに似た構造を持つ2次元ナノ材料で、効率的な光熱変換によって蒸発を促進することが知られています。一方、MgOは吸着剤として機能し、ホウ素を選択的に捕捉します。

MMSゲルは厚さ2mmの薄いシート状に作られ、上層は水面に浮かんで光を吸収し、空気交換を行い、下層は海水中に沈めて吸収プロセスを行います。

太陽光の下では、ゲル表面から水分が蒸発し、濃度勾配が生じて海水がゲルを通して引き上げられます。海水と接触しているゲル部分は水分とホウ素を継続的に吸収し、内部のMgO粒子はホウ素を保持します。

研究チームによると、MXene-MgO複合ゲル内での蒸発によって淡水が生成され、同時にホウ素がゲル内に蓄積される。実験室での試験では、このシステムは1時間あたりゲル1平方メートルあたり2.14kgの水の最大蒸発速度を達成し、225.52mgのホウ素を捕捉した。

MMSの有効性は、独自の層状多孔質構造とMXeneおよびMgOの組み合わせに由来します。MXeneは光を吸収し、エネルギーを熱に変換します。一方、MgOはホウ素を効率的に吸着します。ゲル内の温度、濃度、流量の変化も、ホウ素捕捉率の向上に貢献します。

実用性を検証するため、研究チームは香港で屋外試験を実施しました。3時間稼働後、装置上部に結露が発生しました。3月の太陽光は比較的弱かったにもかかわらず、ゲルは5.20 kg/m²の水分を生成し、122.45 mg/m²のホウ素を捕捉しました。結露した水にはホウ素イオンは検出されませんでした。

研究チームによると、MMSゲルは複数回再利用でき、7サイクル後もホウ素吸着容量は86%以上を維持し、蒸発率はほとんど低下しなかった。

「この結果は、MMSが淡水生産と海水または汽水からのホウ素抽出を同時に行う上で大きな可能性を秘めていることを示しています」と研究プロジェクトリーダーのファン・ジーミン氏は述べ、チームは大規模応用に向けたこの技術のコストと拡張性の評価を継続したいと付け加えた。

華優（SCMPより）

出典: https://vtcnews.vn/trung-quoc-chiet-xuat-nhien-lieu-vu-khi-sieu-thanh-tu-nuoc-bien-ar992127.html