焦点提醒：FESE | 前沿研究：废水处置赶上人工光合感化：从太阳能到绿色燃料出产、水修复和碳减排—论文—科学网news.sciencenet.cn 2022/7/4 9:48FESE | 前沿研究：废水处置赶上人工光合感化：从太阳能到绿色燃料出产、水修复和碳减排论文题目：Wastewater treatment meets artificial photosynthesis: Solar to green fuel production, water remediation and carbon em
FESE | 前沿研究：废水处置赶上人工光合感化：从太阳能到绿色燃料出产、水修复和碳减排&mdash����APP;论文—科学网news.sciencenet.cn2022/7/4 9:48 FESE | 前沿研究：废水处置赶上人工光合感化：从太阳能到绿色燃料出产、水修复和碳减排 论文题目：Wastewater treatment meets artificial photosynthesis: Solar to green fuel production, water remediation and carbon emission reduction（废水处置赶上人工光合感化：从太阳能到绿色燃料出产、水修复和碳减排)期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering作者：Zhida Li, Lu Lu颁发时候：26 Jan 2022DOI：10.1007/s11783-022-1536-5微信链接：点击此处浏览微信文章
原文链接（点击“浏览原文”间接获得）https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s1178-022-1536-5文章出书：Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(4): 53原文消息标题问题：Wastewater treatment meets artificial photosynthesis: Solar to green fuel production, water remediation and carbon emission reduction作者：Zhida Li, Lu Lu ()作者单元：Harbin Institute of Technology, Shenzhen, China通信作者邮箱：lulu@hit.edu.cn要害词：Wastewater treatment (废水处置)，Artificial photosynthesis (人工光合感化)，Microbial photoelectrochemical (MPEC) system (微生物光电化学系统)，Carbon neutral (碳中和)，Renewable energy (可再生能源)文章亮点• 下降能源操纵和碳排放是废水处置的火急需要；• MPEC集成了太阳能贮存和废水无机物去除；• 能源自我保持的MPEC能够减轻化石碳的排放；• MPEC可以或许操纵可再生能源将二氧化碳转化为可贮存的碳燃料；• MPEC将经由过程采取一种新型的氧化反映来激起光电化学反映。文章简介温室气体(GHG)排放与全球天气转变之间的联系激起了世界规模内寻觅可延续成长模式的爱好。今朝，废水处置(WWT)是一种能源稠密和重碳排下班业。成长碳中和的WWT方式长短常需要的。作为最年夜的成长中国度，中国占全球二氧化碳总排放量的28%，并在2020年许诺，其碳排放量将尽力在2030年到达峰值，到2060年到达碳中和。为了实现“双碳”方针，中国几近所有与碳排放相干的财产在政策和手艺上都在产生范式改变。而碳中和的WWT在中国仍处在孵化阶段，但正成为一个热点话题。在搜集废水中贮存的能源的同时，寻觅化石燃料的洁净替换品，是进入WWT的碳中和阶段的一条有用路子。太阳能被认为是处理能源危机和蔼候转变的终究处理方案之一。但是，它的间歇性使其对知足人类24小时的能源需求具有挑战性。固然经由过程保守的人工光合感化(APS)将太阳能转换为可贮存的燃料能够处理上述问题，但年夜大都现实的APS环境依然需要外部电压输入。微生物光电化学(MPEC)系统是一种新兴的夹杂APS，它将微生物电化学氧化和光电化学还原相连系，因为其在处理情况和能源问题方面的潜力而遭到愈来愈多的存眷。本综述强调了在WWT时代实现能源收受接管对实现碳中和方针的意义，说明了MPEC的工作道理和其与保守APS比拟的劣势，并会商了其在实现能源自保持WWT、碳捕捉和太阳能燃料出产方面的潜力，同时供给了一种操纵废水中几种常见无机物阐发MPEC中的能量和碳通量来判定碳利润的策略。现实利用MPEC系统仍具有一些挑战：如微生物和阳极界面上的迟缓电子转挪动力学，因为内阻而酿成的能量丧失，和半导体的持久不变性，需要进一步研究降服。作者认为MPEC将在处理能源和情况问题阐扬更年夜的感化。
图1 文章摘要图编委点评今朝的废水处置(WWT)是能源稠密型的，并致使年夜量的二氧化碳排放。在中国“双碳”方针的年夜布景下，将微生物电化学WWT与人工光合感化(APS)相连系的夹杂微生物光电化学(MPEC)系统成为一种同时处理水-能-碳挑战的很有前程的方式。本综述明白了MPEC的实际意义和劣势，会商了其在实现绿色燃料出产和碳减排方面的潜力，并供给一种判定碳利润的策略。本综述能帮忙读者更充实的领会MPEC的利用需求与前景。编者 | 徐双点评 | 李阳致 谢李阳，北京师范年夜学情况学院传授，中国科协“青年人材托举项目”入选者，FESE青年编委。研究标的目的为水中新污染物的迁徙转化，掌管重点研发打算课题和国度天然科学基金面上项目等8项，在ACS nano, Environ. Sci. Technol. 和Water Res.等杂志颁发SCI论文70余篇。ESI高被引论文7篇。小我主页：http://envfaculty.bnu.edu.cn/Public/htm/news/5/15.html徐双，女，27岁，北京师范年夜学情况学院2021级情况科学专业博士生，导师为李阳传授，研究标的目的为纳米材料的迁徙转化与生态效应。摘要Current wastewater treatment (WWT) is energy-intensive and leads to vast CO2 emissions. Chinese pledge of “double carbon” target encourages a paradigm shift from fossil fuels use to renewable energy harvesting during WWT. In this context, hybrid microbial photoelectrochemical (MPEC) system integrating microbial electrochemical WWT with artificial photosynthesis (APS) emerges as a promising approach to tackle water-energy-carbon challenges simultaneously. Herein, we emphasized the significance to implement energy recovery during WWT for achieving the carbon neutrality goal. Then, we elucidated the working principle of MPEC and its advantages compared with conventional APS, and discussed its potential in fulfilling energy self-sustaining WWT, carbon capture and solar fuel production. Finally, we provided a strategy to judge the carbon profit by analysis of energy and carbon fluxes in a MPEC using several common organics in wastewater. Overall, MPEC provides an alternative of WWT approach to assist carbon-neutral goal, and simultaneously achieves solar harvesting, conversion and storage.期刊简介
《前沿》系列英文学术期刊由教育部主管、高档教育出书社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，在2006年正式创刊，以收集版和印刷版向全球刊行。系列期刊包罗根本科学、生命科学、项目手艺和人文社会科学四个主题，是我国笼盖学科最普遍的英文学术期刊群，此中13种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或响应学科国际权势巨子检索系统收录，具有必然的国际学术影响力。系列期刊采取在线优先出书体例，包管文章以最快速度颁发。中国粹术前沿期刊网http://journal.hep.com.cn推荐资讯
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