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科创前沿 | 科学岛团队设计出一种高效修复镉污染且同时输出电能的原电池系统

蜀山全域科创

2023-04-07

近期，中科院合肥物质研究院智能所吴正岩和张嘉团队与东华大学蔡冬清教授合作，设计出一种可同时去除水土中镉（Cd2+）及向外输出电能的原电池系统，实现了零耗能条件下环境重金属污染的高效、绿色、低成本修复。相关研究成果已被权威期刊Fundamental Research接收发表。

　　环境中Cd2+具备高溶解性及快速迁移特征，易通过食物链进入人体，严重危害生态及人类健康。以电动修复为代表的传统修复技术虽在水、土重金属污染修复方面均有成效，但高能耗、操作不便的特点很大程度制约了其实际应用。因此，迫切需要开发经济、操作简便、环境友好的Cd2+修复技术。

　　课题组利用Cd2+污染介质（Cd2+污染水体或土壤）作为电解质构建了一种可有效去除环境中Cd2+的新型原电池系统。该系统通过电池内部伽凡尼反应（galvanic reactions）还原溶解氧产生OH与受电场驱动的Cd2+结合，实现对水土中Cd2+的高效固化及去除。同时，通过对多个原电池系统的串联构建输出电源，能持续点亮LED灯。该修复技术表现出成本低、绿色节能且易于操作的优良性能，具有较为广阔的市场应用前景。

　　该研究工作得到国家自然科学基金和安徽省科技重大专项的资助与支持。

基于Cd2+污染水体（a）及土壤（b）的原电池研制及修复、产电机理