阳极-阴极功率分配系统和使用其用于电化学还原的方法

摘要

功率分配系统可在电解还原系统中使用，并且包括允许在标准化连接配置中的灵活的模块化组件数量和放置的若干阴极和阳极组件电触点。电触点可布置在期望组件触点的任何位置处。电功率可经由附连到电触点的座置组件的电力电缆而提供。阴极和阳极组件电触点可以任何期望水平提供电功率。成对的阳极和阴极组件电触点可提供相等且相反的电功率；不同的阴极组件电触点可向相同或不同的模块化阴极组件提供不同水平的电功率。电气系统可与电解质容器一起使用，模块化阴极和阳极组件延伸进入电解质容器中且支撑在其上方，其中模块化阴极和阳极组件机械地和电气地连接到功率分配系统中的相应触点。

说明书

政府支持

本发明根据美国能源署授予的合同号DE-AC02-06CH11357在美国政府的支持下进行。美国政府在本发明中享有一定权利。

背景技术

单步骤和多步骤电化学过程可用来将金属氧化物还原为其对应的金属(未氧化)状态。这样的过程通常用来回收高纯度金属、从不纯进料回收金属、和/或从金属的金属氧化物矿石提取金属。

多步骤过程通常将金属或矿石溶解为电解质，然后是用来回收未氧化金属的电解分解或选择性电迁移步骤。例如，在从用过的核氧化物燃料提取铀的过程中，氧化铀的化学还原在650℃下使用诸如溶于熔融LiCl中的Li的还原剂进行，以便产生铀和Li₂O。溶液然后经受电解沉积，其中熔融LiCl中溶解的Li₂O被电解分解以再生Li。铀金属被制备以供进一步使用，例如在商业核反应堆中的核燃料。

单步骤过程通常将金属氧化物与阴极和阳极一起浸入选择为与金属氧化物相容的熔融电解质中。阴极电接触金属氧化物，并且通过对阳极和阴极(以及经由阴极对金属氧化物)充电，金属氧化物通过在熔融电解质中的电解转换和离子交换而被还原。

单步骤过程通常在处理和转移熔融盐和金属的过程中使用很少的构件和/或步骤，限制自由漂浮的或过量的还原剂金属的量，具有改善的过程控制，并且与处于各种起始状态的各种金属氧化物/混合物相容，且相比多步骤过程具有更高纯度的结果。

发明内容

示例性实施例包括可在电解还原系统中使用的功率分配系统。示例性实施例可包括若干阴极和阳极组件电触点，其通过使用标准化连接配置而允许灵活的模块化组件数量和放置。阴极和阳极组件电触点可连续地或交替地布置。示例性阳极和阴极组件电触点可具有绝缘叉形形状以在机械上接纳来自模块化组件的刀口电触点(knife edge electrical contact)。阳极和阴极组件触点可包括将触点在期望位置处固定到较大还原系统中的座置组件，其中电功率经由附连到组件的电力电缆提供。

阴极和阳极组件电触点在示例性系统中可以任何期望水平提供电功率，包括提供相等且相反的电功率的成对的阳极和阴极组件电触点。类似地，不同阴极组件电触点可提供不同水平的电功率，即使连接到相同的模块化阴极组件。示例性系统可包括向阳极或阴极组件触点提供公共电功率的汇流条(bus bar)。示例性方法可包括通过阴极和阳极组件电触点提供任何期望水平的电功率以便向电解还原系统提供功率。

示例性实施例电气系统可结合保持电解质的电解质容器使用，模块化阴极和阳极组件延伸进入电解质中且支撑在其上方，其中模块化阴极和阳极组件机械地和电气地连接到示例性电气系统的相应触点。模块化阳极组件可包括：阳极块，阳极棒座置在其中；母线(bus)，其电连接到阳极组件电触点；以及滑动接头，其将阳极块电联接到母线。滑动接头包括多个侧向部件，其可在高温下膨胀同时维持与阳极块和母线的电接触。

附图说明

图1是示例性实施例电解氧化物还原系统的图示。

图2是备选配置的图1的示例性实施例电解氧化物还原系统的另一图示。

图3是示例性实施例电功率分配系统的图示。

图4是图3的示例性实施例电功率分配系统的另一视图的图示。

图5是示例性实施例阴极组件触点和阳极组件触点的细节的图示。

图6是示例性实施例阳极组件的图示。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述示例性实施例。然而，本文所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，以用于描述示例性实施例的目的。示例性实施例可体现为许多备选形式且不应理解为仅限于本文所阐述的示例性实施例。

将会理解，虽然术语“第一”、“第二”等可在本文中用来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用来区别一个元件与另一元件。例如，在不脱离示例性实施例的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所用，术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

将会理解，当元件被称为“连接”、“联接”、“配合”、“附连”或“固定”到另一元件时，它可以直接连接或联接到其它元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，不存在中间元件。应以类似方式来解释用来描述元件之间的关系的其它词语（例如，“在...之间”对比“直接在...之间”、“邻近于”对比“直接邻近于”等）。

如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”也意图包括复数形式，除非语言明确表示不是这样。还将理解，当在本文中使用时，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组合的存在或增加。

还应该指出，在一些备选实施方案中，所指功能/动作可不按附图中所指或说明书中所述的顺序进行。例如，连续示出的两个图或步骤实际上可以连续地和同时执行，或者有时可以以相反顺序或重复地执行，取决于所涉及的功能/动作。

本发明人已认识到在现有单步骤电解还原过程中的问题，即已知的过程不能生成商业或灵活规模的大量的还原金属产物，至少部分地由于有限的静态阴极尺寸和配置。单步骤电解还原过程还可能在配置(例如零件规则性和可替换性)上和在操作参数(例如功率水平、操作温度、工作电解质等)上缺乏灵活性。以下描述的示例性系统和方法独特地解决了下面讨论或未讨论的这些和其它问题。

示例性实施例电解氧化物还原系统。

图1是示例性实施例电解氧化物还原系统(EORS) 1000的图示。虽然示例性实施例EORS 1000的方面在下文中描述并且可与相关的示例性实施例构件一起使用，但EORS 1000还在下面共同未决的申请中进行了描述：

序列号           提交日期            代理人案卷号

12/977791       12/23/2010      24AR246135 (8564-000224)

12/977916       12/23/2010      24AR246138 (8564-000226)

12/978005       12/23/2010      24AR246139 (8564-000227)

12/978027       12/23/2010      24AR246140 (8564-000228)

以上列出的共同未决申请的公开内容全文以引用方式并入本文中。

如图1所示，示例性实施例EORS 1000包括若干模块化构件，其允许若干不同类型的金属氧化物在灵活或商业规模基础上的电解还原。示例性实施例EORS 1000包括电解质容器1050，当需要在容器1050中熔融和/或溶解电解质时，电解质容器1050与加热器1051接触或换句话讲被其加热。电解质容器1050填充有合适的电解质，例如卤化物盐或包含提供基于待还原材料的类型选择的移动氧化物离子的可溶氧化物的盐。例如，CaCl₂和CaO或CaF₂和CaO或一些其它Ca基电解质或者诸如LiCl和Li₂O的锂基电解质混合物可用于还原稀土氧化物、或诸如铀或钚氧化物的锕系元素氧化物、或诸如用过的核燃料的复杂氧化物。电解质还可基于其熔点来选择。例如，LiCl和Li₂O的电解质盐混合物在标准压力下在约610℃可变得熔融，而CaCl₂和CaO混合物可能需要大约850℃的操作温度。溶解的氧化物物质的浓度可在还原期间通过添加可溶氧化物或氯化物来以电化学或其它方式进行控制。

EORS 1000可包括若干支撑和结构部件以容纳、构建和以其它方式支撑和结构化其它构件。例如，一个或多个侧向支撑件1104可延伸直到并支撑顶板1108，顶板1108可包括在电解质容器1050上方的开口(未示出)，以便允许进入该电解质容器1050。顶板1108可进一步被连接到和围绕顶板1108的手套箱(未示出)支撑和/或隔离。在顶板1108上面或附近可设置若干标准化的电触点1480(图2)和冷却源/气体排放口，以允许阳极和阴极构件在模块化位置处被EORS 1000支撑和通过EORS 1000可操作。包括提升杆1105和/或导向棒1106的提升篮(basket)系统可连接到和/或悬挂阴极组件1300，其向下延伸进入电解质容器1050中的熔融电解质中。这样的提升篮系统可允许在不移动EORS 1000的其余部分和相关构件的情况下对阴极组件1300的选择性提升或其它操纵。

在图1中，EORS 1000示出为具有与若干阳极组件1200交替的若干阴极组件1300，阳极组件1200由各种支撑元件支撑并延伸进入电解质容器1050中。组件还可通过到EORS 1000中的对应源的标准化连接而被供电或冷却。虽然在图1中示出了十个阴极组件1300和十一个阳极组件1200，但在EORS 1000中可使用任何数量的阳极组件1200和阴极组件1300，取决于能量源、待还原的材料的量、待制备的金属的期望量等等。也就是说，可以添加或移除个别阴极组件1300和/或阳极组件1200，以便提供灵活的和潜在地大型的商业规模电解还原系统。这样，通过示例性实施例EORS 1000、阳极组件1200和阴极组件1300的模块化设计，示例性实施例可以快速、简单的单阶段还原操作来更好地满足材料制备要求和能量消耗限制。模块化设计还可允许示例性实施例的快速修理和标准化制造，降低制造和更新成本及时间消耗。

图2为备选配置的EORS 1000的图示，其具有包括提升杆1105和导向棒1106的篮式提升系统，导向棒1106升高以便选择性地仅将模块化阴极组件1300提升出电解质容器1050以便进入，从而允许装载或卸载反应物金属氧化物或从阴极组件1300制备的还原金属。在图2的配置中，若干模块化电触点1480示出为在围绕顶板1108中的开口的模块化位置处对齐。例如，电触点1480可以是刀口触点，其允许模块化阴极组件1300和/或阳极组件1200在EORS 1000内的若干不同的对齐和位置。

如图1所示，包括汇流条1400、阳极电力电缆1410和/或阴极电力电缆1420的功率输送系统可通过电触点(未示出)向阳极组件1200和/或阴极组件1300提供单独的充电。在操作期间，电解质容器1050中的电解质可通过加热和/或溶解或以其它方式提供与待还原氧化物相容的液态电解质材料而液化。基于所用的材料，液化电解质材料的操作温度可在从大约400℃至1200℃的范围内。包括例如Nd₂O₃、PuO₂、UO₂、诸如用过的氧化物核燃料或稀土矿石的复杂氧化物等的氧化物材料被装载到阴极组件1300中，阴极组件1300延伸进入液态电解质中，使得氧化物材料与电解质和阴极组件1300接触。

阴极组件1300和阳极组件1200连接到电源以便提供相反的电荷或极性，并且发生电流受控的电化学过程，使得由在阴极处流入金属氧化物中的还原剂电子在阴极处建立期望的以电化学方式生成的还原电位。由于所生成的还原电位，在阴极组件1300内的氧化物材料中的氧被释放并作为氧化物离子溶解于液态电解质中。氧化物材料中还原的金属保持在阴极组件1300中。阴极组件处的电解反应可由式(1)表示：

(金属氧化物)+2e^- → (还原的金属)+O^2-         (1)

其中2e^-为由阴极组件1300供应的电流。

在阳极组件1200处，溶于电解质中的负的氧离子可将其负电荷传递到阳极组件1200并转化为氧气。阳极组件处的电解反应可由式(2)表示：

2O^2- → O₂ +4e^-       (2)

其中4e^-为传入阳极组件1200中的电流。

如果例如使用熔融Li基盐作为电解质，则上面的阴极反应可由式(3)重新表示：

(金属氧化物)+2e^-+2Li⁺→(金属氧化物)+2Li→(还原的金属)+2Li++O^2-     (3)

然而，该具体反应序列可能不发生，并且中间电极反应是可能的，例如若阴极组件1300维持在比将发生锂沉积时的电位更小的负电位时。潜在的中间电极反应包括由式(4)和(5)所表示的那些：

(金属氧化物)+xe^- +2Li⁺ →Li_x(金属氧化物)         (4)

Li_x(金属氧化物)+(2-x)e^- +(2-x)Li⁺ →(还原的金属)+2Li⁺ +O^2-    (5)

在(4)和(5)中所示的中间反应中将锂加入金属氧化物晶体结构中可提高金属氧化物的电导率，从而有利于反应。

参比电极和其它化学和电学监视器可用来控制电极电位和还原速率和因此阳极或阴极损坏/腐蚀/过热等的风险。例如，可将参比电极置于阴极表面附近以监测电极电位并调整到阳极组件1200和阴极组件1300的电压。提供仅对期望的还原反应足够的稳定电位可避免诸如析氯的阳极反应和诸如电解质金属(例如锂或钙)的自由漂浮微滴的阴极反应。

溶解的氧化物离子物质在液态电解质中(例如，Li₂O在用作电解质的熔融LiCl中)的有效传送可提高在示例性实施例EORS 1000中的还原速率和未氧化金属产量。交替的阳极组件1200和阴极组件1300可提高在整个电解质中的溶解的氧化物离子饱和度和均匀度，同时增加用于更大规模制备的阳极和阴极表面积。示例性实施例EORS 1000还可包括搅拌器、混合器、振动器等以加强溶解的氧化物离子物质的扩散输送。

化学和/或电学监测可指示上述还原过程已进行到结束，例如当阳极组件1200和阴极组件1300之间的电压电位增加或溶解的氧化物离子的量减少时。在期望的完成程度后，可通过将包含所保留的还原金属的阴极组件1300提升出容器1050中的电解质而从阴极组件1300收获在以上讨论的还原过程中形成的还原金属。在该过程期间收集在阳极组件1200处的氧气可被组件定期地或连续地吹扫开并且排放或收集以供进一步使用。

虽然上文已经示出和描述了示例性实施例EORS 1000的结构和操作，但应理解，在所并入文档和别处描述的若干不同构件可与示例性实施例一起使用，并且可以更详细地描述EORS 1000的具体操作和特征。类似地，示例性实施例EORS 1000的构件和功能不限于在上文和所并入文档中给出的具体细节，但可根据本领域技术人员的需要和限制而变化。

示例性实施例功率分配系统。

图3和图4为示例性实施例功率分配系统400的图示，其中图3为轮廓示意图，图4为系统400的等轴视图。示例性实施例系统400示出为带有来自EORS 1000(图1-2)和可与EORS 1000一起使用的构件；然而，应当理解，示例性实施例可在其它电解还原系统中使用。类似地，虽然图3至图5中示出一个示例系统400，但应当理解，多个示例性系统400可与电解还原装置一起使用。在EORS 1000(图1至图2)中，例如，可在EORS 1000的每一侧上使用多个功率分配系统，以向若干模块化阳极和/或阴极组件提供平衡的电功率。

如图3所示，示例性实施例功率分配系统400包括多个阴极组件触点485，在此，诸如模块化阴极组件1300的模块化阴极组件可机械地和电气地连接并接收电功率。阴极组件触点485可具有多种形状和尺寸，包括标准插头和/或电缆，或者在示例性系统400中成形为接纳例如阴极组件1300的刀口连接的叉式触点。例如，阴极组件触点485a和485b可包括由绝缘体包围的叉式导电触点，以便减小意外电接触的风险。每个阴极组件触点485a和485b可在针对模块化阴极组件希望获得的任意(多个)位置处座置在顶板1108中。

阴极组件触点485a和485b可提供彼此不同水平的电功率、电压和/或电流。例如，触点485b可以以与阳极触点480相反的极性提供更高功率，从而匹配通过以下讨论的阳极触点480(图5)提供的水平。触点485a可通过相比触点485b更小且相反的电压和/或电流提供更低的二次功率；也就是说，触点485a的极性可匹配阳极触点480(图5)的极性但处于更低的水平。这样，可向接触阴极组件触点485a和485b的单个阴极组件提供相反且可变的电功率。另外，可通过触点485b提供一次和二次功率水平两者，或者任何其它期望或可变的功率水平以用于操作示例性还原系统。

每个阴极组件触点485a和485b可以与在还原系统的相对侧上的其它触点平行和对齐，以便提供用于将模块化阴极组件连接到其的平面的薄型电接触区域。备选地，阴极组件触点485a和485b可以交错或置于交替位置以匹配不同的阴极组件电连接器配置。通过重复的灵活定位、可变电力供应和标准化设计，阴极组件触点485a和485b允许在模块化阴极组件使用中的模块化和商业规模调整。这样，示例性实施例功率分配系统400允许在电解还原系统中阴极组件的选择性添加、移除、重定位和供电。

图5是在可与EORS 1000(图1和图2)一起使用的示例性实施例功率分配系统400中的顶板1108上方的阴极组件触点485a和485b以及阳极组件触点480的细节的图示。如图5所示，阳极组件触点480可大致类似于以上讨论的阴极组件触点485a和485b，带有围绕叉式触点的绝缘覆盖件，叉式触点被构造成机械地和电气地连接到例如来自模块化阳极组件1200(图1)的刀口连接。阳极组件触点480也可在模块化阳极组件空间可用的位置处定位在示例性还原系统的任一侧上。例如，如图5所示，阳极组件触点480可备选地与阴极组件触点485交错。若干其它配置是同样可能的，包括顺序或交替地置于针对模块化阳极组件功率输送的任何期望位置处的单个或多个阳极组件触点480。通过灵活定位和/或标准化设计，阳极组件触点480允许在模块化阳极组件使用中的模块化和商业规模调整。包括阳极组件触点480的示例性实施例功率分配系统400允许在电解还原系统中阳极组件的选择性添加、移除、重定位和供电。

如图3和图4所示，每个触点480、485a和485b可在示例性实施例功率分配系统400中被独立地供电，使得每个触点提供期望的电功率、电压和/或电流水平并因此减小到还原系统的电位。触点480、485a、485b等可包括绝缘的座置组件450，其穿过触点并将触点定位在顶板1108或任何其它结构内。座置组件450可连接到叉式连接器或者阳极和阴极触点中的任何其它端子，并且还可连接到向座置组件450提供电功率的电连接器415。电连接器415可以是任何类型的电气接口，包括例如如图3和图4所示的紧固的导电引线布置、拼接线和/或插头和插座式接口。

电力电缆410、420a和420b可连接到电连接器415，以便分别向座置组件450和触点480、485a及485b提供期望的电功率。基于希望在示例性实施例功率分配系统400中分别输送至电触点480、485a、485b的功率水平，电力电缆410、420a和420b可以是任何类型或容量的线。电力电缆410、420a和420b可连接到任何共享或独立的电源以用于操作还原系统。例如，电力电缆420a和420b可连接到向电力电缆420a和420b提供可变电气特性的可调整电源，而输电线410可各自连接到向电力电缆410提供相等的电流和/或电压的共享汇流条425。例如，汇流条425可连接到单个电源和在EORS 1000的给定侧上的每个电力电缆410。在还原装置的外部上的一个或多个托盘405可分开和/或整理各个电力电缆410、420a和420b。

由于各个电触点480、485a、485b可具有从示例性实施例功率输送系统400中的各个源提供的电功率，因此有可能以在每个模块化阳极和阴极组件之间的不同电气特性来操作包括示例性实施例功率输送系统400的还原系统。例如，分别向阳极触点480和阴极触点485b输送功率的电缆410和420b可以以相等且相反的较高功率/极性操作。连接到其相应的触点485b和480的模块化阴极组件1300和阳极组件1200可因此在相等功率水平下操作并提供平衡的还原电位。也就是说，在模块化阴极和阳极组件之间可完成电路，使得基本相等的电流流入420b和流出410(取决于电流比例)。电力可以以二次功率水平(例如2.3V和225A)提供至电力电缆420a，而电力电缆410或420b可被供以相反极性的一次水平功率(例如2.4V和950A)。提供至电力电缆420a的功率的极性可以与提供至电力电缆410的相同并与提供至420b的相反。这样，阴极组件触点485a和485b可向连接到其的模块化阴极组件提供不同或相反的功率水平，以用于可使用不同电功率水平的模块化阴极组件的构件。在电解还原系统的相对侧上的匹配或变化的电气系统可以以类似或不同的方式操作，以向具有多个电触点的模块化组件提供电功率。下表1示出了用于到其的每个触点和输电线的电源的示例，应当理解，触点480、485a和485b中的任一个可以提供不同的个体化的功率水平和/或相反的极性。

 

 由于各个电触点480、485a、485b可具有从示例性实施例功率输送系统400中的各个源提供的电功率，因此有可能以在每个模块化阳极和篮组件之间的不同电气特性来操作包括示例性实施例功率输送系统400的还原系统。例如，分别向阴极组件触点485a和阴极组件触点485b输送功率的电缆420a和420b可以以不同的极性操作并且充当阴极组件1300内的二级电路以调节电解质。类似地，触点485a和485b可颠倒，使得触点485b向阴极篮提供二次阳极功率水平，而触点485a向阴极板提供一次阴极功率水平。模块化阴极组件1300和阳极组件1200可通过相应的触点485a或485b和480提供足以还原包含在阴极组件1300中的材料的一次功率水平。在电解还原系统的相对侧上的匹配或变化的电气系统可以以类似或不同的方式操作，以向具有多个电触点的模块化组件提供电功率。

图6是示例性实施例阳极组件200的图示，示出了可在其中且与示例性实施例功率分配系统400一起使用的电气内部构件。不论其在组件200内的位置或取向如何，阳极棒210由示例性实施例模块化阳极组件200的电气系统供电。例如，电气系统可包括阳极块286、滑动连接285以及向一个或多个阳极棒210提供电流和/或电压的母线280。在图6所示的示例中，阳极棒210连接或座置在阳极块286中的插件或孔内，以便最大化在阳极块286与阳极棒210之间的表面积接触。阳极块286通过滑动连接285处的侧向触点电连接到母线280。阳极块286、滑动连接285和母线280可各自与通道框架201和阳极防护件(未示出)绝缘和/或以其它方式不电连接到通道框架201和阳极防护件。例如，如图6所示，滑动连接285、阳极块286和母线280均高出通道框架201并与其分离。在这些元件接触其它带电构件例如在通道框架201处接合到阳极块286的阳极棒210的情况下，或者在母线280的刀口触点延伸穿过通道框架201的情况下，绝缘体可插置在触点和通道框架201之间。

滑动连接285允许阳极块286和/或母线280的热膨胀，而没有阳极棒210的移动或所造成的损坏。也就是说，阳极块286和/或母线280可在滑动连接285中横向膨胀和/或收缩经过彼此，同时仍然保持侧向电接触。示例性电气系统的每个构件由诸如铜或铁合金等的导电材料制成。任何数量的构件可在电气系统内重复，例如，若干阳极块286可定位成连接到若干对应的阳极棒210，同时仍然在示例性实施例模块化阳极组件200的任一端处各自连接到多个母线280，示例性实施例模块化阳极组件200可连接到呈阳极触点480(图3至图5)形式的对应的同步电压源。

然而，与通道框架201和阳极防护件(未示出)绝缘的电气系统可连接到外部电源480(图3至图5)。例如，母线280可包括延伸穿过通道框架201并与其绝缘的刀口触点。母线280的刀口触点可座置在刀口接受器中，例如在可放置示例性实施例模块化阳极组件200的限定位置处在阳极组件触点480中的叉式电连接器。可将期望水平的独立电流和/或电压通过母线280、滑动连接285和阳极块286提供至阳极棒210，使得阳极棒210可向还原系统中的氧气提供氧化电位/氧化物离子氧化。基于系统的物理参数和来自也可由示例性实施例阳极组件200提供的仪器的反馈，由示例性实施例组件200中的电气系统提供的电压和/或电流可通过供应至示例性实施例系统400(图3至图5)的功率而手动或自动地变化。

在示例性方法中，以电流或电压测量的期望功率水平通过组件中的电气系统施加到阳极组件，以便对其中的阳极棒充电。在阳极棒与电解质接触时，这种充电还原了阴极附近或与电解质中的阴极接触的金属氧化物，同时氧化了溶解于电解质中的氧化物离子。示例性方法还可以基于修理或系统配置需求而更换还原系统内的组件的模块化部分或整个组件，从而提供能够产生可变量的还原金属和/或基于模块化配置以期望的功率水平、电解质温度和/或任何其它系统参数操作的灵活系统。在还原后，还原金属可被去除且基于还原金属的种类而在多种化学过程中使用。例如，还原的铀金属可被重新制备成核燃料。

通过这样描述示例性实施例，本领域技术人员将会理解，示例性实施例可通过常规的实践改变而无须进一步的创造性活动。例如，虽然电触点在示例性实施例中示出在示例性还原系统的一侧处，但当然应当理解，基于预期的阴极和阳极组件放置、功率水平、必要的阳极化电位等，可使用其它数量和配置的电触点。不应将变型视为脱离了示例性实施例的精神和范围，并且对于本领域技术人员显然的所有此类修改均意图包括在所附权利要求的范围内。