三星电子(Samsung Electronics)宣布,其与成均馆大学(SKKU)共同研发的一项电化学水处理技术取得重大突破。这项成果已发表於全球顶尖的能源研究期刊《Joule》,它不仅能高效净化水质,还能在过程中回收电力,为解决现有水处理技术高耗能与高成本的长期痛点提供了全新范式。
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传统的电化学水处理技术(如电容去离子CDI),是透过电极吸附水中的离子来净水。然而,此技术面临必须使用昂贵的「离子交换膜」,以防止离子在电极再生(清洁)时重新渗入水中;此外,电极再生过程需要消耗额外的电力,且储存的能量也难以利用。
此次三星与SKKU团队的突破关键,在於开发了一种新型的「金属氧化物奈米结构」电极。
这种新电极舍弃了传统的静电吸附,改用「直接电子交换」来储存离子。这带来了两大革命性优势。
首先,离子能够「自发性脱附」,从根本上消除了对昂贵离子交换膜的需求。再者,实验证实,新电极的离子储存容量比传统设计大幅提升了200%,储存速率也快了20%。
更重要的是,这项新技术实现了能源的回收。由於电极可自发再生,无需额外供电,模组不但不会耗电,反而能回收储存的能量,并将电力供应给附近的设备。
研究发现,使用该技术的模组,其运行所需功率仅为 76Wh/kg,大约是现有技术能耗的一半。
三星表示,这项兼具净水与储能的创新技术,未来可??整合到如洗碗机、洗衣机和净水器等家电中,作为多功能单元使用,为永续未来加速发展创新的解决方案。