【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】 近日，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院電化學(xué)材料與脫鹽器件團(tuán)隊(duì)在電催化脫鹽及二氧化碳資源化利用領(lǐng)域取得重大突破，成功研發(fā)出一種由二氧化碳電還原驅(qū)動(dòng)的連續(xù)電催化脫鹽系統(tǒng)。該成果通過(guò)創(chuàng)新的“材料-器件”協(xié)同設(shè)計(jì)策略，攻克了傳統(tǒng)耦合體系中脫鹽速率慢、電解液易降解、運(yùn)行過(guò)程中需頻繁更換電解液的核心痛點(diǎn)，為海水資源的高效利用和污染物治理提供了全新的綠色低碳解決方案。
 

　　創(chuàng)新點(diǎn)一：免換電解液自平衡架構(gòu)，攻克系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行瓶頸
 

　　傳統(tǒng)電催化脫鹽體系在運(yùn)行過(guò)程中普遍面臨副產(chǎn)物積累、電解液降解等問(wèn)題，制約了該技術(shù)的規(guī)?；c連續(xù)工業(yè)應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出了基于二氧化碳電還原驅(qū)動(dòng)的“自平衡循環(huán)電解液”全新架構(gòu)。該系統(tǒng)巧妙設(shè)計(jì)了一個(gè)包含鹽濃度室以及陽(yáng)極、陰極相互連通循環(huán)通道的五室電池，在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)了離子的持續(xù)、高效傳輸，并從根本上有效抑制了副產(chǎn)物的積累。這一機(jī)制顛覆了以往傳統(tǒng)系統(tǒng)必須頻繁、定期更換電解液的固有認(rèn)知，為脫鹽器件的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的理論與工程基礎(chǔ)。
 

　　創(chuàng)新點(diǎn)二：核心技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先，實(shí)現(xiàn)超快脫鹽與高效轉(zhuǎn)化
 

　　在材料與系統(tǒng)核心技術(shù)指標(biāo)上，實(shí)驗(yàn)表明，團(tuán)隊(duì)制備的納米棒狀鈷酞菁/羧化碳納米管復(fù)合催化劑，實(shí)現(xiàn)了高電流密度下穩(wěn)定的二氧化碳電還原制一氧化碳。在天然海水條件下，該系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行90小時(shí)無(wú)需更換電解液，鹽去除速率(SRR)達(dá)到 1592.8 μg·cm?²·min?¹，處于國(guó)際已報(bào)道電催化脫鹽體系的領(lǐng)先水平；同時(shí)，一氧化碳(CO)生成的法拉第效率達(dá)到 95.5%–96.4%，生成速率超過(guò) 683 μmol·cm?²·h?¹。經(jīng)處理后，海水離子去除率超過(guò)99%，產(chǎn)水直接達(dá)到飲用水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　該集成技術(shù)成功探索出了“在制備淡水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫室氣體二氧化碳資源化高值利用”的產(chǎn)學(xué)研新模式。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，該體系憑借其創(chuàng)新提出的免更換電解液方案，能夠顯著降低大工業(yè)運(yùn)行中的電解液使用成本，為其真正走向規(guī)?；I(yè)落地鋪平了道路。
 

　　此項(xiàng)研究體現(xiàn)了海南大學(xué)團(tuán)隊(duì)在綠色電化學(xué)過(guò)程與脫鹽反應(yīng)器構(gòu)筑方面的持續(xù)積累。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，該體系創(chuàng)新提出的免更換電解液方案，能夠顯著降低電解液使用成本，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；B續(xù)運(yùn)行鋪平了道路。團(tuán)隊(duì)目前正積極推進(jìn)相關(guān)成果從實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化，未來(lái)有望在制備淡水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)二氧化碳資源化利用，為我國(guó)水資源安全、碳資源利用以及海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)核心的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
 

　　此次研究得到了相關(guān)科研基金項(xiàng)目的支持。相關(guān)高水平論文《Electrolyte-Replacement-Free Continuous Electrocatalytic Desalination Coupled With CO? Reduction at Record Throughput and Low Cost》已發(fā)表于期刊 Angewandte Chemie International Edition(《應(yīng)用化學(xué)》)。海南大學(xué)為第一署名單位，華南師范大學(xué)李敏章副研究員、海南大學(xué)陳福明教授和悉尼大學(xué)陳元教授為論文共同通訊作者，共同作者還包括參與此項(xiàng)研究的本校及合作單位師生。
 

　　引用：海南大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建連續(xù)電催化脫鹽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)免電解質(zhì)更換的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行-海南大學(xué)【引用時(shí)間：2026年10月5日】