三星電子(Samsung Electronics)宣布,其與成均館大學(SKKU)共同研發的一項電化學水處理技術取得重大突破。這項成果已發表於全球頂尖的能源研究期刊《Joule》,它不僅能高效淨化水質,還能在過程中回收電力,為解決現有水處理技術高耗能與高成本的長期痛點提供了全新範式。
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傳統的電化學水處理技術(如電容去離子CDI),是透過電極吸附水中的離子來淨水。然而,此技術面臨必須使用昂貴的「離子交換膜」,以防止離子在電極再生(清潔)時重新滲入水中;此外,電極再生過程需要消耗額外的電力,且儲存的能量也難以利用。
此次三星與SKKU團隊的突破關鍵,在於開發了一種新型的「金屬氧化物奈米結構」電極。
這種新電極捨棄了傳統的靜電吸附,改用「直接電子交換」來儲存離子。這帶來了兩大革命性優勢。
首先,離子能夠「自發性脫附」,從根本上消除了對昂貴離子交換膜的需求。再者,實驗證實,新電極的離子儲存容量比傳統設計大幅提升了200%,儲存速率也快了20%。
更重要的是,這項新技術實現了能源的回收。由於電極可自發再生,無需額外供電,模組不但不會耗電,反而能回收儲存的能量,並將電力供應給附近的設備。
研究發現,使用該技術的模組,其運行所需功率僅為 76Wh/kg,大約是現有技術能耗的一半。
三星表示,這項兼具淨水與儲能的創新技術,未來可望整合到如洗碗機、洗衣機和淨水器等家電中,作為多功能單元使用,為永續未來加速發展創新的解決方案。