用于废水提纯、发电以及生产氨和甲酸盐的多功能甲醛-硝酸盐电池

摘要 作为工农业废水中的大宗污染物，硝酸盐和甲醛对人类健康和生态系统构成了严重威胁。目前包括化学法以及生物/光/电化学法在内的净化技术通常成本高、耗时长或高耗能。在此，我们报道了一种新型甲醛-硝酸盐电池，通过将阳极甲醛氧化与阴极硝酸盐还原相耦合，同时实现了废水净化、发电以及高附加值氨和甲酸盐的生产。结果表明，该甲醛-硝酸盐电池表现出显著的性能：开路电压为 0.75 V，峰值功率密度为 3.38 mW cm −2，氨产率为 32.7 mg h −1 cm −2，甲酸盐产率为 889.4 mg h −1 cm −2。在放大规模的甲醛-硝酸盐电池（25 cm 2 ）中，模拟工业废水中 99.9 % 的硝酸盐和 99.8 % 的甲醛被去除，且每天可产生 2.03 W⋅h 的电能。此外，这种多功能电池的设计普适于 NO 3 − 或 NO 2 − 还原与各种醛类氧化的耦合，为废水净化和化学品制造开辟了新途径。