CO
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捕获、CO
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渗透、产物分离以及电解液回收等挑战阻碍了电催化CO
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还原（CO
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R）的发展。
2025年1月16日，
华南理工大学
陈光需
教授、厦门大学
郑南峰
院士
在国际顶级期刊
Nature Communications
发表题为《Integrated system for electrolyte recovery, product separation, and CO
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capture in CO
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reduction》的研究论文，
王鹏、裴安、陈兆熙
为论文共同第一作者，
陈光需教授、郑南峰教授
为论文通讯作者。
陈光需，
华南理工大学教授。2009年本科毕业于安徽大学；2014年博士毕业于厦门大学，
导师：
郑南峰教授
；随后分别在厦门大学、美国斯坦福大学从事博士后工作；2019年加入华南理工大学。
主要从事功能材料的控制合成、表征与催化性能研究。在纳米材料的合成、纳米材料的表界面精准调控、功能材料的结构、电化学性能和催化性能等方面具有深刻认识和坚实的基础。
郑南峰
，中国科学院院士， 厦门大学化学化工学院教授。郑南峰于1998年从厦门大学化学系毕业；2005年获得美国加利福尼亚大学河滨分校博士学位；2005年至2007年在美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校从事博士后研究工作；2007年受聘为厦门大学化学化工学院教授；2009年获得国家杰出青年科学基金资助；2023年当选为中国科学院院士。
主要从事表界面配位化学研究，致力于在分子水平上理解金属纳米材料化学性能调控的本质。
在此，研究人员介绍了一种集成的电化学回收与分离系统（ERSS），该系统在水电解系统的阳极和阴极之间设有一个离子选择性膜 (ISM)。
在ERSS运行过程中，阳极电解液中的质子通过阳极阳离子交换膜（CEM）流入ISM，使CO
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R排出的电解液酸化。
ISM中的阳离子如K
+
通过阴极CEM流入阴极电解液，以平衡析氢产生的OH
-
离子。
ERSS能够循环利用吸附了CO
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的电解液，以94.0%的K
+
收率回收KOH，并实现了86.2%的CO
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R产物分离效率。
回收的KOH可用于从空气或烟气中捕获CO
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，或用作CO
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R电解液，从而实现了CO
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捕获、转化和利用的循环。
与传统的酸碱中和工艺相比，ERSS每回收一吨KOH可节省119.76美元，且适用于其他水相碱性电合成反应。
图1：碱性CO
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R电解槽与ERSS系统耦合示意图
图2：ERSS用于KOH回收和有机分子分离的概念验证
图3：ERSS用于碳酸盐/碳酸氢盐电解液中KOH回收、CO
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捕获和有机分子分离的概念验证
图4：ERSS在碱性CO
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R中KOH回收、CO
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捕获和产物分离的性能评价
图5：ECS和ERSS的集成提议以及技术经济和能源成本分析
该研究开发了一种集成的电化学回收与分离系统（ERSS），通过在水电解系统的阳极和阴极之间设置离子选择性膜（ISM），实现了电解液回收、CO
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捕获和产物分离的多功能集成。
研究成果显示，ERSS能够以94.0%的K
+
收率回收KOH，并实现86.2%的CO
2
R产物分离效率。
