淡水减排双集成！Angew发表华南师范大学/南方医科大学/悉尼大学最新电化学科研进展！

文摘 2024-12-07 09:30 上海

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论文拟解决的关键挑战：

将海水淡化与电催化反应相结合是同时解决淡水短缺和温室气体排放问题的一种新兴方法。但是，这种方法的除盐速度很慢，而且适用的水源往往限于含盐量高的水源。

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图文简介：

针对上述挑战，华南师范大学的陈福明教授、南方医科大学的陈训财教授和悉尼大学的陈元教授等人在Angewandte Chemie International Edition发表论文，该团队通过将CO₂RR与CO生产相结合，使用碳催化剂进行高性能的电催化脱盐耦合来快速淡化海水。作者使用ZIF-8衍生碳（Cu@ZIF-8C）包埋的Cu纳米颗粒作为CO₂RR的阴极电催化剂，商用Ir/C作为OER的阳极催化剂。Cu@ZIF-8C催化剂对CO产率为288 μmol cm^-2 h^-1，法拉第效率高达94.3%。

该高活性电催化剂在1 M NaHCO₃电解液中可产生高达50 mA cm^-2的高电流密度，促进离子在阴离子交换膜（AEM）和阳离子交换膜（CEM）之间的快速转移，当处理35000 ppm的盐料时，该装置的脱盐速度可达1043.49 μg cm^-2 min^-1，脱盐效率达99.3%，是最快的脱盐方法之一。

电催化脱盐装置可连续运行9h以上，长期稳定。该装置还可以去除天然海水中的多种离子（Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺、Sr⁺、Cl^-、SO₄^2-），去除率达98%。

本研究将海水淡化与二氧化碳减排相结合，为应对全球变暖和水资源短缺的挑战提供了一种可持续的方法。

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