近期,中科院合肥物質(zhì)研究院智能所吳正巖和張嘉團(tuán)隊與東華大學(xué)蔡冬清教授合作,設(shè)計出一種可同時去除水土中鎘(Cd2+)及向外輸出電能的原電池系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了零耗能條件下環(huán)境重金屬污染的高效、綠色、低成本修復(fù)。相關(guān)研究成果已被權(quán)威期刊Fundamental Research接收發(fā)表。
環(huán)境中Cd2+具備高溶解性及快速遷移特征,易通過食物鏈進(jìn)入人體,嚴(yán)重危害生態(tài)及人類健康。以電動修復(fù)為代表的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)雖在水、土重金屬污染修復(fù)方面均有成效,但高能耗、操作不便的特點(diǎn)很大程度制約了其實(shí)際應(yīng)用。因此,迫切需要開發(fā)經(jīng)濟(jì)、操作簡便、環(huán)境友好的Cd2+修復(fù)技術(shù)。
課題組利用Cd2+污染介質(zhì)(Cd2+污染水體或土壤)作為電解質(zhì)構(gòu)建了一種可有效去除環(huán)境中Cd2+的新型原電池系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過電池內(nèi)部伽凡尼反應(yīng)(galvanic reactions)還原溶解氧產(chǎn)生OH與受電場驅(qū)動的Cd2+結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對水土中Cd2+的高效固化及去除。同時,通過對多個原電池系統(tǒng)的串聯(lián)構(gòu)建輸出電源,能持續(xù)點(diǎn)亮LED燈。該修復(fù)技術(shù)表現(xiàn)出成本低、綠色節(jié)能且易于操作的優(yōu)良性能,具有較為廣闊的市場應(yīng)用前景。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金和安徽省科技重大專項的資助與支持。
文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266732582300078X
基于Cd2+污染水體(a)及土壤(b)的原電池研制及修復(fù)、產(chǎn)電機(jī)理