一个三腔电化学装置，能将废水转化成氨和净化水

　　氨是世界上产量最大的化合物之一，化肥等物质的全球需求量达到每年1.8亿吨。由于生产过程中使用的高温高压以及大量使用氢作为原料，氨的生产每年贡献全球1.4%的二氧化碳(CO2)排放，消耗2%的全球能源。同时，农业和工业生产过程中的硝酸盐流失可能会污染水资源。

　　2024年8月12日，莱斯大学王浩天等人在 Nature 子刊 Nature Catalysis 上发表了题为：Electrochemical nitrate reduction to ammonia with cation shuttling in a solid electrolyte reactor 的研究论文。该研究报告了一种电化学方法，能将含硝酸盐的废水转化成氨和净化水。

　　现有的电化学装置生产的氨溶液与支持电解质(盐)混合后必须达到很高浓度，然后将其进行分离以获得氨产物。

　　在这项最新研究中，王浩天团队设计了一个三腔电化学装置，能将废水转化成氨和净化水。将这些废水加入装置，流经多孔的固态电解质层，使硝酸盐溶液转化成水和氨气。硝酸盐污染物被从水中去除，同时产生氨气，无需进一步净化步骤。这个过程很有效，而且在工业废水的常见硝酸盐浓度(2000/百万，即2000ppm)下就能产生净化水和氨气，而无需额外的支持电解质。

　　研究团队总结道，该装置能实现一种更为环境友好的氨生产方式，同时有助于废水处理。他们还提到，这些实验基于实验室设置，未来的研究需要评估这些装置在真实世界环境中的适用性。

　　论文链接：

　　https://www.nature.com/articles/s41929-024-01200-w