Nitrate and phosphate removal by capacitive deionization using nanocellulose/polypyrrole electrodes
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Pastushok Olga; Iurchenkova Anna; Keshavarz Fatemeh; Barbiellini Bernardo; Repo Eveliina; Laakso Ekaterina
Tiivistelmä
Capacitive deionization (CDI) is a desalination technology that shows promise for removing nitrate and phosphate ions. The main components of CDI cells are electrodes, which are typically made from activated carbon (AC). However, the electrosorption performance of AC electrodes is limited because of the negative zeta potential, hydrophobicity, and oxidation resulting in co–ions’ repulsion. This study investigates binder-free polypyrrole-coated nanocellulose (NC/PPy) electrodes, which are hydrophilic and possess various functional groups, as an alternative to AC electrodes. An asymmetric CDI cell with an NC/PPy positive electrode demonstrated greater energy and charge efficiencies compared to a symmetric cell. The NC/PPy electrode exhibited a threefold electrosorption capacity towards nitrate ions compared to the AC electrode, and 4.5 times higher than for phosphate ions. The electrosorption mechanism revealed by first-principles modeling indicates similar sorption energies for nitrate and phosphate ions, with higher nitrate capacity due to co-ion repulsion and diffusion effects.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT
Repo Eveliina
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.ces.2024.120719
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä