编辑丨王多鱼
排版丨水成文
尿液含有化学物质尿素，尿素富含氮，而氮是肥料的重要成分。由于在农业中的潜在用途，尿液在某些场景下被誉为“液体黄金”，但通常情况下仍被视为废物。储存大量尿液以及开发能将尿素变成有用化合物的机制，一直是废水处理工程面临的一个挑战。
2025 年 1 月 20 日，河南大学时新建、吕鹏及斯坦福大学郑晓琳等人在 Nature 子刊Nature Catalysis上发表了题为：In situ electrochemical production of solid peroxide from urine 的研究论文。
该研究报道了一种能净化城市废水并从尿液中提取一种有用物质的机制，或能用于作物施肥和其他目的。该研究提出了一种有扩展潜力的全新方法，成本效益高，可用于大规模废水处理，且经济环境价值较好。
在这项最新研究中，研究团队利用电化学反应去除废水中的尿素，并以近 100% 的比例将尿素转换成纯的过碳酰胺——尿素中一种有用的固体衍生物，而且不需要使用复杂的纯化步骤。
收集到的过碳酰胺或有不同用途，包括环境水处理、消毒和促进作物生长。这种反应用一种碳基电极作为催化剂，加上大气氧，能在低于传统反应的温度和压强下产生过碳酰胺。这种系统被发现同时适用于人类和哺乳动物的尿液，比其他方法更廉价，而且能产生更纯、更有价值的最终产物。
在一次经济分析后，时新建等人计算发现，每天生产一吨过碳酰胺只需要 100 平方米的土地以及来自 6382 户家庭或是 3800 头奶牛的尿液，说明该方法的可行性很高。
这项研究结果为今后研究该工艺的效率和可扩展性奠定了基础。进一步升级或能实现更可持续的城市废水管理实践，以及对新获得物质的创新使用。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41929-024-01277-3
