A Low‐carbon Space‐Isolated Zinc Hydrolysis for Harvesting Hydrogen and Salts from Seawater and Wastewater

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作者
Muya Cai,Shiyu Wang,Hongya Wang,Fengyin Zhou,Mengyi Tang,Xiaodan Zhang,Xin Qu,Danfeng Wang,Dihua Wang,H. Yin
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (7): e12441-e12441 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202512441
摘要

The direct use of seawater/wastewater for H2 production remains a challenge because impurities in the water compromise electrolyzer stability. Here, we propose a two-step approach that uses seawater/wastewater for H2 generation, salt recovery, and pollutant degradation. First, Zn hydrolysis occurs at 250 °C in a space-isolated system, where vapor reacts with solid Zn to generate porous ZnO and H2 at the Zn/vapor interface, achieving up to 99.8% H2 production efficiency. The physical isolation ensures automatic separation of ZnO, salts, and H2 while facilitating in situ hydrogenation that degrades 96.9% of organic phenol, demonstrating pollutant remediation. To close the materials-loop, the produced ZnO is electrochemically reduced back to Zn with a 99.3% Faradaic efficiency. We validate scalability using a 72 Ah Zn electrolyzer coupled with a 1000 mL reactor, achieving batch production of 2.32 g H2 and 0.92 g seasalt. LCA confirms this combined electrolysis-hydrolysis approach has fewer carbon emissions and environmental footprints. Beyond H2 production, this system leverages Zn as both an energy carrier to mitigate renewable energy intermittency and a versatile agent for salt recovery and wastewater treatment.
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