新策略助力電芬頓水處理技術節能降耗
發布時間：2024.03.08 閱讀次數：
3月7日，同濟大學環境科學與工程學院教授王穎團隊為開發高效低耗的電芬頓水處理技術提供了簡單有效的創新策略，通過氧氣高效富集的方法提升氧氣利用率，進而大幅降低能耗。相關研究成果在線發表于《美國科學院院刊》。
電芬頓技術可有效降解水中有機污染物，無需投加化學藥劑且有望使用可再生能源，在有機廢水處理領域展現出巨大應用前景。然而，由于水中氧氣溶解度低且擴散慢，限制了電芬頓技術的處理效率。如何提高電芬頓過程的氧氣利用率，成為降低能耗的關鍵問題。
受魚鰓呼吸過程啟發，研究團隊提出了“局域氧富集（LOC）”策略，構筑了具有氧氣富集效應的陰極，并結合原位電化學表征技術和理論計算方法揭示了局域氧富集機制。與傳統電極附近的“簡單氧擴散（SOD）”過程不同，電極可直接從本體溶液中持續不斷地提取溶解氧到電化學反應界面，從而減少甚至消除曝氣需求，氧氣利用率提升了11倍以上，電芬頓過程的能耗下降了65%以上。技術經濟分析和連續流實驗表明，LOC方法是一種簡單、有效的創新策略，為高效節能的電芬頓水處理技術開發提供了新的思路。
SOD和LOC示意圖 圖片來源于《美國科學院院刊》
