Южно-Китайский технологический университет: реактор Cu/eNMR удалил 90,5% нитрата из деионизированной воды

Группа из Южно-Китайского технологического университета, Гонконгского университета, Национального университета Сингапура и Циндаоского технологического университета описала никелевый электрохимический мембранный реактор с медной модификацией (Cu/eNMR), который удаляет нитрат из деионизированной воды. Работа опубликована в Nature Communications 3 ноября 2026 года. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Первые авторы, Weijian Duan, Zhiwei Feng и Jianan Gao, внесли равный вклад. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Электрохимическое гидрирование (ECH) при очистке сточных вод часто ограничено зависимостью от сред с высокой проводимостью. Это сужает применение, например, для очистки грунтовых вод, загрязнённых нитратами. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Для воды с 50 мг/л NO3−-N реактор Cu/eNMR достиг удаления нитрата 90,5% при 5 мА/см2 за 3 ч; энергозатраты составили 0,139 кВт·ч/г-N. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Обычный реактор с тем же катодом дал удаление 12,8% при 8,6 кВт·ч/г-N. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Механизм гидрирования нитрата

По данным авторов, гидрирование нитрата обеспечивается прямым переносом электронов в реакционную камеру в сочетании с направленной миграцией K+, которая поддерживает электронейтральность. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Анализ механизма показывает, что направление потока электронов определяется межфазным сопротивлением переноса заряда. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Мембранная конфигурация также подавляет побочные реакции на аноде. Авторы называют среди них образование активного хлора, хлорированные побочные продукты, полимеризацию органики и дезактивацию анода под действием металлов. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Испытание на грунтовой воде и выбросы

Команда также провела очистку реальной грунтовой воды с питанием от солнечной энергии; по мнению авторов, это подтверждает практическую применимость. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Анализ жизненного цикла указывает на меньшие выбросы парниковых газов по сравнению с обычными электрохимическими и биологическими методами очистки. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Авторы заключают, что такая архитектура расширяет возможное применение ECH на очистку воды с низкой проводимостью. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Корреспондирующие авторы — Chunhua Feng и Chuyang Y. Tang. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗