3月7日，同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授王穎團隊為開發(fā)高效低耗的電芬頓水處理技術提供了簡單有效的創(chuàng)新策略，通過氧氣高效富集的方法提升氧氣利用率，進而大幅降低能耗。相關研究成果在線發(fā)表于《美國科學院院刊》。

電芬頓技術可有效降解水中有機污染物，無需投加化學藥劑且有望使用可再生能源，在有機廢水處理領域展現(xiàn)出巨大應用前景。然而，由于水中氧氣溶解度低且擴散慢，限制了電芬頓技術的處理效率。如何提高電芬頓過程的氧氣利用率，成為降低能耗的關鍵問題。

受魚鰓呼吸過程啟發(fā)，研究團隊提出了“局域氧富集（LOC）”策略，構筑了具有氧氣富集效應的陰極，并結合原位電化學表征技術和理論計算方法揭示了局域氧富集機制。與傳統(tǒng)電極附近的“簡單氧擴散（SOD）”過程不同，電極可直接從本體溶液中持續(xù)不斷地提取溶解氧到電化學反應界面，從而減少甚至消除曝氣需求，氧氣利用率提升了11倍以上，電芬頓過程的能耗下降了65%以上。技術經(jīng)濟分析和連續(xù)流實驗表明，LOC方法是一種簡單、有效的創(chuàng)新策略，為高效節(jié)能的電芬頓水處理技術開發(fā)提供了新的思路。

SOD和LOC示意圖 圖片來源于《美國科學院院刊》