（本网讯）传统废水处理工艺通常以去除水中有机污染物为目的，使有机物中大量的化学能流失，同时处理过程中也消耗了大量的能量。为此，开发低能耗并能回收能源的废水资源化工艺具有重要意义，也是国际热点问题之一。目前报道的光催化电池（photocatalytic cell，PC），通过光阳极与阴极和废水构建成类原电池体系，光照条件下光阳极氧化有机物并通过外电路将电子转移至阴极用于氧还原并对外发电，实现低能耗污水处理并回收能源。然而，已报到的体系多为间歇式薄膜电极体系，存在传质效率低、处理容量小、低内部驱动力和低能量输出密度等不足。

近日，广州大学大湾区环境研究院界面微观过程与水净化团队（胡春教授团队）在废水资源化技术方面取得重要进展，开发了高度适应性、连续型水-能源协同体系（water-energy synergistic system，WESS）用于高效水处理同时发电。该体系利用钛网基三维高长径比、高结晶度锐钛矿TiO2纳米线阵列作为高活性光阳极，以表面N掺杂石墨化碳毡作为高活性氧还原阴极，以尼龙网作为隔膜，构建连续型柔性、可透的PC单元，强化界面传质过程。并通过PC单元串联构建WESS，利用内部电势与界面反应协同作用，实现了非线性电力输出和有机物降解性能，使体系可以通过调节单元数量实现对不同盐度、污染物浓度、污染物种类和流速的高效、高稳定的连续处理并同时对外发电。该体系也对模拟的污染海水也表现出出色的有机物连续去除性能和对外发电性能，并在实际太阳光下也可良好运行，在废水资源化利用领域体现出巨大的应用潜力。该成果以“Efficient electricity production coupled with water treatment via a highly adaptable, successive water-energy synergistic system”为题发表在能源环境领域有重要影响的SCI杂志Nano Energy（IF 15.445）上。                          

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104237