范德比尔特大学的一组研究人员开发了一种名为电化学离子泵（EIP）的新技术，可以彻底改变水和资源开采的处理方式。

这项研究发表在10月1日的《自然水》（Nature Water）杂志上，它克服了传统电吸附法的一个关键限制。传统电吸附法使用电极吸附并去除水中的离子。根据研究人员的说法，由于电极容量有限，电吸附的实际应用受到交替充放电循环的限制。在这些频繁的开关过程中，电极中的残余溶液与进入的溶液混合，从而降低了能量效率和离子去除效率。

然而，新的EIP工艺通过实施创新的电路交换方法解决了这个长期存在的问题。与传统方法不同，EIP允许连续的、单向的离子流动，而不会产生破坏性的溶液切换。研究人员说，这消除了混合，降低了操作的复杂性，提高了分离性能。

EIP还可以在非常短的充放电周期内运行，这限制了不必要的副反应，并为电极设计开辟了新的可能性，重点是增强离子分离的性能，而不仅仅是吸附能力。

“我们已经有效地解决了电吸附的主要瓶颈之一，”该工艺的首席研究员和共同发明者徐龙乾说。“通过消除溶液切换过程中的混合，EIP可以用于各种环境应用，并提高性能。”

土木与环境工程副教授、该论文的通讯作者林世宏说，EIP的潜力远远超出了海水淡化。

“传统电吸附能做的任何事情，EIP都有可能做得更好，”林说，他希望这个平台能在电化学分离研究界引起轰动。

潜在的应用包括选择性污染物去除、水软化、废水中的营养物质回收、天然盐水和工业废水中的金属提取。

林是一名环境工程师，曾获得美国土木工程师学会颁发的Walter L. Huber土木工程研究奖和水研究基金会颁发的Paul L. Busch奖。他在推进对水分离过程的基本理解和开发创新技术方面做出了贡献，以解决水和资源可持续性方面的关键挑战。

这项工作由海军研究办公室资助，是范德比尔特大学团队和由加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院纳米工程副教授郑晨领导的研究团队的合作。