废水处理新策略！Nature Sustainability发表威斯康星大学麦迪逊分校最新电化学科研进展！TEA提供重要依据！
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本文旨在解决的关键挑战：
畜禽粪便废水氨含量高，是水体污染的主要来源，对水生生态系统构成严重威胁。可再生电力驱动的电化学方法有望用于分散式小规模营养物回收，特别是用于从粪便废水中选择性回收氨。但离子交换膜的使用增加了电化学装置的成本和复杂性，通过无膜电化学合成从粪便废水中回收营养离子仍然是一项重要挑战。
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技术经济分析提供了明确的成本估算：
为什么越来越多的顶级期刊要求进行生命周期分析（LCA）和技术经济分析（TEA）？
因为“碳中和”与“产学研”是大势所趋，是科研解决人类生存和可持续发展痛点的重点方向。
但如何向顶级期刊的编辑和审稿人证明你的工作符合“碳中和”和“产学研”的要求呢？
如何让你提交的论文比其他论文更有意义、更有说服力？
如何在短时间内为论文添加另一章节？
添加一些 LCA 和 TEA 让您的论文脱颖而出！
生命周期分析与技术经济分析分别从环境影响和经济的角度对一个产品或一定规模的组织从“摇篮到坟墓”的全过程进行评价，以区域、国家乃至全球的广度和可持续发展的视角观察问题，并提供详细的过程分析论证和评价优化。
一份专业的生命周期分析或技术经济分析，不仅能更好地传达你对项目方向的理解和把握，也能让审稿人和读者第一时间了解到该研究课题的重要价值。科研人员在把握领域发展方向的道路上，迟早会需要LCA或TEA分析或类似的分析方法来深化理解，实现从菜鸟到师兄/师姐再到老板的蜕变。
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图解介绍：
美国威斯康星大学麦迪逊分校金松教授和秦墨涵教授团队发表论文，提出一种创新的电化学策略，利用离子选择性钾镍六氰基铁酸盐（Ni）电极作为介质，同时从粪肥废水中回收氨并电化学合成H2或H2O2。该方法可以同时回收氨并进行电化学合成，将粪肥废水中氨离子（NH4+）和钾离子（K+）的自发吸收、肥料生产以及H2或H2O2的协同生产结合在一起，回收效率高，能源成本极低。
图1 氨选择性氧化还原储层（RR）中同时进行氨回收和电化学合成的系统示意图
在没有离子交换膜的条件下，电极可以自发氧化有机肥废水中的有机物，并吸收氨离子（NH4+）和钾离子（K+），营养物选择性可达100%左右。
材料的结构和电化学表征
图 3 从合成废水中回收 NH4+
图4 从粪便废水中回收NH4+
图RR可以同时回收NH4+并产生H2O2
作者还进行了技术经济分析（TEA），结果表明，从牲畜粪便中回收氨不仅与直接施肥相比可以直接减少氨排放，还可以提高总氮利用效率，减少回收肥料储存过程中的氨损失。此外，新的综合策略可以实现分布式合作生产当地有用的有价值化学品，从而改善农村社区的经济状况，因此具有显著的经济潜力和环境效益。
同时，开发容量更高、稳定性更好、成本更低的NH4+选择性氧化还原材料，通过参与低价动态电力市场降低电力成本，将进一步提高该工艺的盈利能力。
图 6：模拟 1,000 头奶牛养殖场使用 NH4+ 回收减少每日粪便氨气排放量的初步经济分析
这项工作为从粪便废水中有效回收营养物质（NH4+和K+）以及分散生产肥料和化学品提供了强有力的策略，为可持续农业生产铺平了道路。