综述：从实验室规模的性能到实际应用中的障碍：用于可持续水处理的电催化硝酸盐处理技术

《Green Chemistry》：From lab-scale performance to field barriers: electrocatalytic nitrate treatment for sustainable water remediation

电催化硝酸盐还原（eNO3RR）为可持续水处理与资源回收提供新路径，但其实验室成果向规模化应用转化面临离子干扰、经济性和规模化等挑战。本文系统评述金属、合金及碳基催化剂进展，提出AI辅助设计、光电耦合及循环商业模式的多维解决方案，倡导以 techno-economic analysis 和碳足迹评估为核心的综合评估体系，推动从污染治理到资源再生的范式转变。

　　

电催化硝酸盐还原（eNO?RR）为可持续的水体修复和资源回收提供了一条有前景的途径，然而将实验室规模的催化剂创新转化为实际应用却面临诸多障碍。这篇全面的综述弥合了这一差距，超越了传统的机制讨论，采用了以转化为中心的视角。我们系统地分析了eNO?RR催化剂（包括过渡金属、合金和碳基材料）的进展，并将这些创新与实际应用中的关键挑战直接联系起来：离子干扰、能源经济性、反应器可扩展性和产物选择性。重要的是，我们将硝酸盐污染视为一种机遇，将其应用范围从氨合成扩展到高价值化学品生产、能源储存和碳-氮协同转化，从而将废水视为一个循环资源中心。为了克服现有障碍，我们提出了一个多解决方案框架，整合了人工智能引导的催化剂设计、混合系统（例如光伏-电催化耦合）和循环商业模式。该框架旨在推动eNO?RR向可持续的“污染控制-资源再生”模式发展。我们提倡使用技术经济分析（TEA）和碳足迹评估进行整体评估，为全球应用提供以可扩展性为导向的路线图。这篇综述推动了从污染治理向价值创造的范式转变，为可持续性驱动的工业转型提供了关键指导。