Китайские ученые создали прибор для очистки сточных вод с одновременной выработкой энергии. Статья об этом опубликована в Frontiers of Environmental Science & Engineering.

В последние десятилетия перед человечеством встали одновременно две проблемы: необходимость перехода на возобновляемые источники энергии и очистка окружающей середы от отходов цивилизации. В сточных водах содержится множество органических загрязнителей, при этом при их разложении можно получить в три раза больше энергии, чем потребуется на очистку. Сложность состоит лишь в том, как эту энергию добыть.

В связи с этим специалисты Университета Цинхуа предложили конструкцию фотокаталитического топливного элемента. В нем под действием света на аноде образуются электронно-дырчатые пары. Загрязняющие вещества окисляются и разлагаются «дырками», в то время как электроны на аноде могут проходить через внешнюю цепь к катоду и создавать ток. В основе предложенной конструкции лежит оксид-хлорид висмута (BiOCl), поскольку его слоистая структура ускоряет разделение и миграцию электронно-дырочных пар, кроме того, высокая фотокаталитическая активность способствует разложению различных стойких органических загрязнителей в сточных водах.

В топливном элементе используется BiOCl в соединении с полиоксометаллатом (NH 4PTA), который действует как акцептор фотоэлектронов и может замедлять рекомбинацию фотогенерированных электронов и дырок, что способствует реакции разложения. В ходе экспериментов выяснилось, что почти 100% загрязнителей можно разложить за 90 минут облучения.

Авторы надеются, что их устройство можно будет использовать для очистки сточных вод с как минимум частичной рекуперацией затраченной энергии.