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2024-08-26
新一期《自然·催化》發表的一篇論文，科學家報告了一種電化學方法，能將含硝酸鹽的廢水轉化成氨和凈化水。
氨是世界上產量最大的化學品之一，其作為化肥等物質的全球年需求量達到1.8億噸。由于其生產過程依賴于高溫高壓條件以及大量使用氫氣作為原料，氨的生產每年貢獻全球1.4%的CO2排放，消耗2%的全球能源。同時，農業和工業生產過程中的硝酸鹽流失可能會污染水資源。
現有電化學裝置生產的氨溶液與支持電解質（鹽）混合后，必須濃縮到高濃度，然后再進行分離以獲取氨產品。美國萊斯大學團隊設計了一種三腔的電化學裝置，能將廢水轉化成氨和凈化水。將廢水加入裝置，流經多孔的固態電解質層，使硝酸鹽溶液轉化成水和氨氣。硝酸鹽污染物被從水中去除，同時產生氨氣，無需進一步凈化。這個過程很有效，而且在工業廢水的常見硝酸鹽濃度，即2000ppm（1ppm為百萬分之一）下就能產生凈化水和氨氣，而無需額外的支持電解質。
研究團隊總結說，這種裝置能實現更為環境友好的氨生產方式，同時有助于廢水處理。但他們還提到，這些成果基于實驗室設置，未來的研究需要評估這種裝置在實際應用中的適用性。（科技日報）
