青年编委特刊 | 刘元研究员团队：尿液水解率对镁空气燃料电池体系营养物质回收性能影响研究

主要观点总结

本文研究了尿液水解率对镁空气燃料电池（MAFC）体系中磷回收性能的影响，并揭示了尿液水解率对MAFC中含磷沉淀物生成的影响机制。实验结果表明，水解率为10%的尿液在提供了足够鸟粪石沉淀所需的NH4+与pH环境的同时尽可能保留了尿素。通过MAFC技术，可在生成鸟粪石沉淀的同时回收电能，且10%水解率的尿液中鸟粪石的生成量明显高于其他水解率的尿液。此外，还分析了运行过程中的镁利用率，并探讨了不同水解率尿液中沉淀物的性质和成分。本研究为通过控制尿液水解率回收高品质含磷缓释肥提供了参考。

关键观点总结

关键观点1: 尿液水解率对MAFC体系磷回收性能的影响

研究结果表明，水解率为10%的尿液在提供了足够鸟粪石沉淀所需的NH4+与pH环境的同时尽可能保留了尿素。通过MAFC技术，可在生成鸟粪石沉淀的同时回收电能，且10%水解率的尿液中鸟粪石的生成量明显高于其他水解率的尿液。

关键观点2: MAFC技术回收电能和磷资源

MAFC技术不仅可以从尿液中回收磷资源，还能通过电极反应同步产生电能，为回收过程提供能量。

关键观点3: 沉淀物性质分析

对从10%水解尿液中回收的沉淀物进行了详细的物理化学性质分析，发现回收的沉淀物主要由鸟粪石和K-鸟粪石组成，且运行40分钟后鸟粪石的含量达到最大值。

关键观点4: 镁利用率分析

实验分析了运行过程中的镁利用率，结果显示MAFC有能力持续为鸟粪石沉淀过程提供Mg2+。

关键观点5: 未来研究方向

接下来可以针对提升目标产品质量、回收MAFC产生的电能以及开发能够与MAFC耦合的用于回收尿素与水的技术手段等方面开展研究工作。

文章预览

尿液水解率对镁空气燃料电池 体系 营养物质回收性能影响研究 蔡博华 1,2 伍迪 1 邓迎迎 1 胡淑捷 1,2 张梦玥 1 刘元 1* 1. 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 2. 中国科学院大学重庆学院 基金项目 ： 国家自然科学基金优秀青年科学基金项目“电化学废水资源循环”（52122007） 引用格式 ： 蔡博华,伍迪,邓迎迎,等.尿液水解率对镁空气燃料电池体系营养物质回收性能影响研究[J/OL].环境工程,1-15[2024-12-26]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2097.x.20241225.1424.004.html. 点击获取全 文 摘 要 从尿液中回收农业所需的磷氮等资源有利于缓解当今我国所面临的肥料生产量与矿产储量之间不平衡的问题。基于镁空气燃料电池（MAFC）原理的技术已经实现了从完全水解尿液中高效去除并回收P资源，然而存在尿素资源浪费问题。尿液水解释放出的NH 4 + 及OH - 会引发水质改变，可 ………………………………