明升手机版(中国)

 
作者:Feng-Yang Chen 来源:《自然—催化》 发布时间:2024/8/13 16:28:40
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废水回收制造燃料肥料

 

农民用氨作为农作物的肥料。图片来源:Pattie Calfy/Getty Images

一种环保技术通过多室明升手机反应器将废水转化为氨和无害副产品。与传统生产氨的方法相比,这种可持续的替代方案所需能量少得多。

农业、制冷系统、造纸和清洁用品等行业每年使用数亿吨氨。生成如此大量的氨消耗了约2%的总能耗,并产生了全球1.4%的二氧化碳排放。

造成这一环境代价的部分原因是传统生产氨的方法需要高温高压。为了让氨生产更具可持续性,美国莱斯大学的Feng-Yang Chen和同事希望用常温反应器来替代传统技术。

硝酸盐等氮化合物常见于工业废水或被氮肥污染的农业径流。当含有硝酸盐的水进入该研究团队反应器的第一间室后,电极会产生电明升手机反应,将液体分解为三种成分:氨、纯净水和氧。其中氨会留在第一间室,纯净水流入第二件室,而氧气则进入第三间室。

因为氨只含氮和氢,其电明升手机反应不需要废水以外的任何额外原料。反应生成的副产品——纯净水能够达到世界卫生组织(WHO)的饮用水标准。

Chen表示,类似的反应器在之前进行过测试,但其电极无法在足够电压下转移电荷使反应发生,除非在废水中加入大量盐。Chen和同事通过在反应器中间室填充一种多孔材料代替了盐的作用,让废水能够无需预处理直接进入反应器,使反应器更实用。

在实验中,该反应器一小时可以处理100毫升与现实硝酸盐浓度接近的水样,并且在连续运行10天后仍保持良好的工作状态,其性能与此前设计更复杂的反应器相仿。

Chen指出,该团队目前仅在实验室中用含硝酸盐的水样测试过,但还没有用含硝酸盐以外成分的现实废水进行测试。不过在研究人员的最终设想中,本地企业和农场都可以用这种反应器回收废水,不必将废水送去远方的处理厂,并浪费用其制造氨的潜力。

在最理想的情况下,农场可以拥有自己的太阳能或风能反应器。农民能够通过该设备来处理当地废水,并且将生产出的氨立即重新用做燃料或肥料。

Chen说:“我们目前还处于学术研究阶段,但将其应用于现实中是我的终极梦想。”(来源:明升中国app报 冯雨晴)

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