全球淡水资源匮乏问题对人类生活产生了重大影响。传统的海水淡化方法，如蒸馏法和反渗透法，虽然能有效提取淡水，但往往能耗较高，且大多依赖化石燃料，导致温室气体排放增加。
电化学海水淡化具有能耗低、适应性强等特点，为解决水资源短缺问题提供了一条新途径，但其盐去除率和容量的局限性阻碍了广泛应用。
2025年8月19日，期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy报道先丰客户华南师范大学陈福明团队开发了一种超快电催化海水淡化系统，该系统将电化学脱盐与二氧化碳的电还原（CO2RR）相结合，利用CO2RR的快速电催化过程来实现高电流密度，从而驱动高效的脱盐过程。
在该项工作中，研究人员开发了一系列基于双金属Sn/Cu的聚酞菁(SnxCu1PPc，x = 1、2、4）电催化剂，其表现出卓越的CO2RR 性能，在−1.0VRHE电位下，甲酸FE值达到90.3%，甲酸分电流密度（jHCOOH）达到84.8mA cm−2。原位ATR-SEIRAS和DFT计算表明，SnPPc中Cu-N4单元的引入增强了CO2吸附能力并促进了活性氢的提供，从而提高了CO2到甲酸的转化活性。
当该系统被整合到以天然海水为原料的电催化脱盐装置中时，−1.3VRHE电位下，可产生~70mA cm-2的高电流密度。这种高电流密度有助于离子快速穿过阴离子和阳离子交换膜，从而实现1701.3μg cm-2min-1的显著脱盐速率和0.79mmol h-1cm-2的甲酸生成率，最终获得脱盐效率超过99%的饮用水。此外，该系统还表现出优异稳定性，在连续5次循环及长期测试中均能保持稳定的脱盐和甲酸生成性能。
这种集成方法这项工作证明了将CO2RR与海水淡化耦合可实现可持续水生产和CO2减排的潜力，为淡水生成、甲酸盐生产和二氧化碳减排提供了创新解决方案。
文中制备催化电极使用的科琴黑购买自先丰纳米，产品编号XFI55。
文献名称：Boosting seawater desalination driven by electroreduction of CO2 to formate on bimetallic Sn/Cu polyphthalocyanine frameworks
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