流動電極電容去離子技術研究進展

雍天智，李 陽，陸建剛，林若昀，吳俊升，左曉俊

（1.南京信息工程大學環(huán)境科學與工程學院，江蘇南京 210044；2.江蘇省大氣環(huán)境監(jiān)測與污染控制重點實驗室，江蘇南京 210044；3.江蘇省大氣環(huán)境與裝備技術協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210044）

為解決上述不足，流動電極電容去離子（Flowelectrode capacitive deionization，F(xiàn)CDI）技 術 應 運 而生〔6〕。FCDI技術以流動電極代替固定電極吸附水中離子，在運行過程中電極懸浮液不斷循環(huán)流動并在電極室外脫附再生，因此可以實現(xiàn)脫鹽性能的提高和系統(tǒng)的長期連續(xù)運行。近年來，F(xiàn)CDI領域的研究熱度不斷上升，以“flow-electrode capacitive deion?ization”為關鍵詞在Web of Science中搜索可以發(fā)現(xiàn)論文發(fā)表數(shù)量和被引頻次均逐年遞增（截止至2021年11月）（圖1）。研究者們從基本運行機理、裝置構型設計、電極材料開發(fā)和潛在應用拓展等方面開展了大量工作，研究展示了FCDI技術在水處理領域的良好應用前景。筆者對FCDI技術進行了系統(tǒng)的綜述，主要介紹FCDI技術發(fā)展歷程及運行原理，分析影響其脫鹽性能的關鍵因素，回顧近年來在不同領域的應用現(xiàn)狀，結合其優(yōu)勢，提出未來可行的發(fā)展方向。

圖1 Web of Science 中關于FCDI技術的科研論文發(fā)表情況Fig. 1 Publications of FCDI technology in web of science

1 FCDI技術的發(fā)展歷程及運行原理

自20世紀60年代以來，CDI技術被廣泛研究并應用于脫鹽領域，但是其在吸附過程中常會產(chǎn)生共離子效應從而導致電荷效率的下降。J. B. LEE等〔7〕在2006年提出膜電容去離子（Membrane capacitive deionization，MCDI）技術，通過在CDI裝置的電極表面增加陰陽離子交換膜以避免共離子效應。然而，無論是CDI技術還是MCDI技術，它們的脫鹽性能仍然受制于固定電極有限的吸附能力，這使得其僅適用于中低濃度鹽水淡化。此外，由于固定電極吸附飽和后需要額外的脫附過程，系統(tǒng)也無法實現(xiàn)長期的連續(xù)運行?；诖?，S. I. JEON等〔8〕在2013年將“流動電極”這一概念引入到CDI技術中，構建了能夠用于高濃度鹽水淡化的FCDI技術。其運行原理：通過在集流板內(nèi)側雕刻出蛇形流道并于表面覆上離子交換膜，可將系統(tǒng)分為兩個電極腔室和一個脫鹽腔室；由活性材料制備而成的碳流動電極液在電極腔室不斷循環(huán)流動，通過電場的作用將陰陽離子以雙電層形式儲存在電極液中的碳材料表面，從而完成吸附過程。在這個過程中除了電容吸附外，使用離子交換膜而產(chǎn)生的電滲析效應也起著重要的作用〔9〕。電極材料在離開電極區(qū)域后，受靜電力吸附的陰陽離子被釋放使得電極液重新回到電中性，完成脫附過程。

FCDI技術的發(fā)展包括理論研究、材料開發(fā)和工程應用三個方面（圖2）。在理論研究方面，普遍認為FCDI技術的運行機理仍然是“雙電層”理論。但與CDI技術不同的是，F(xiàn)CDI過程中電荷傳輸過程是十分復雜的，為此大量的實驗和模型研究深入描述了FCDI系統(tǒng)中的電荷傳輸過程（包括電子轉移和離子遷移），從而解釋其運行機理〔10〕。研究者們還從系統(tǒng)構型配置設計〔11〕、能量以及水回收率評估〔12?13〕方 面進行 研究，為FCDI的發(fā)展 提供了可 靠的工程理論。與此同時，電極材料開發(fā)也是FCDI技術發(fā)展不可或缺的一部分。這類研究多側重于新材料的研發(fā)和電極制備工藝的改進，以提高流動電極的電荷傳輸能力和流體特性。隨著理論的完善和系統(tǒng)的優(yōu)化，F(xiàn)CDI技術的脫鹽性能不斷得到改善，其應用前景愈發(fā)明朗。盡管水體脫鹽是FCDI技術的主要應用領域，但是其在資源回收和水污染治理等領域也得到了拓展，展現(xiàn)了良好的應用前景〔14?15〕。

圖2 FCDI技術的發(fā)展歷程Fig. 2 Development process of FCDI technology

2 FCDI裝置設計及運行

典型的FCDI組件主要包括集流體、離子交換膜和墊片，按照一定的排列順序固定而成（圖3）。在此基礎上，研究者們從元件選材、構型設計和運行模式等各方面進行調(diào)整，以期得到性能更好的裝置系統(tǒng)。

圖3 典型FCDI裝置及其主要組成結構Fig. 3 Typical FCDI device and its main structure

2.1 集流體

集流體是FCDI組件的關鍵部件之一，其主要功能為引導電極液流動、給電極顆粒分配電荷以及為離子交換膜提供支撐。與CDI組件中使用的平板集流體不同，F(xiàn)CDI組件中使用的集流體表面通?？逃猩咝瓮ǖ馈＠硐氲募黧w應具備導電性強、機械強度優(yōu)異、輕質、耐腐蝕和便于加工等特性。目前，石墨板是FCDI組件常用的集流體，此外研究者們也研發(fā)了一些新型集流體。Jinxing MA等〔16〕使用激光切割在丙烯酸板上雕刻出蛇形流道，再與石墨紙貼合制成了一種靈活輕便的集流體，其表現(xiàn)出了與傳統(tǒng)石墨板集流體相當?shù)拿擕}性能。Fan YANG等〔17〕采用緊密放置在離子交換膜上的鈦網(wǎng)作為集流體，使得電荷傳輸距離顯著縮短，與常規(guī)的石墨/不銹鋼板集流體相比脫鹽率提高了76%。Y. CHO等〔11〕開發(fā)了一種3D蜂窩晶格結構的FCDI脫鹽組件，是一種具有許多空心通道的多孔陶瓷組件，通過在通道處涂覆離子交換層和石墨層，從而不需要再額外使用離子交換膜和厚重的集流體。

2.2 裝置構型

在常規(guī)的FCDI實驗研究中，通常使用S. I. JEON等〔8〕提出的三腔室裝置構型，即兩個電極腔室和一個脫鹽腔室。為了提高FCDI系統(tǒng)的處理能力，S. C. YANG等〔18〕將處理系統(tǒng)改造成兩套FCDI裝置的堆疊模式，與單套裝置相比仍然保留了原有的脫鹽率和電流效率，但處理能力提升了5倍。Jinxing MA等〔19〕擴展了中間的進水單元，使用多組離子交換膜堆疊多個進水單元，結果表明使用兩組離子交換膜時的處理效率最高，平均脫鹽速率達到1.1 μg/（cm2·s）。

2.3 運行模式

FCDI系統(tǒng)的運行模式對于脫鹽性能有著重要影響〔20〕。FCDI的運行模式主要指流動電極的流體運動方式，分為開式循環(huán)（Open cycle，OC）、隔離閉式循環(huán)（Isolated closed-cycle，ICC）、短路閉式循環(huán)（Short-circuited closed-cycle，SCC）和單循環(huán)（Single cycle，SC）（圖4）。在OC模式下，流動電極液僅進入系統(tǒng)一次，雖然這種模式下電極容量是無限的，但是電極未再生回收，所以在經(jīng)濟效益上不可行。典型的ICC模式有兩個獨立的流動電極腔室和電極儲罐，正負流動電極液在各自的電極腔室和電極儲罐中循環(huán)，吸附結束后通過反轉電極極性來實現(xiàn)電極再生。然而，ICC模式下吸附點位有限，需要周期性反轉電極，且系統(tǒng)也較為復雜。因此，S. C. YANG等〔21〕提出了SCC模式，即正負流動電極溶液離開電極腔室后在同一個電極儲罐中混合，通過電中和作用再釋放吸附離子，同步完成電極再生。Kunyue LUO等〔22〕測試了不同運行方式下的FCDI脫鹽性能，結果表明SCC單程模式在平均脫鹽率和電荷效率等指標上優(yōu)于其他運行模式，并且能夠實現(xiàn)電極連續(xù)再生因而被認為是最優(yōu)化的運行模式。為進一步優(yōu)化系統(tǒng)，Junjun MA等〔23〕提出了SC模式，在該模式中兩個電極腔室和單個電極液儲罐相連形成一個單閉合回路，電極的吸附和脫附在同一時間發(fā)生在同一電極室內(nèi)。與SCC模式相比，SC模式下的平均脫鹽速率進一步提高達到1.13 μmol/（cm2·min），且能耗節(jié)省了50%。

圖4 FCDI的四種運行模式Fig. 4 Different operation modes of FCDI

3 FCDI脫鹽性能的系統(tǒng)優(yōu)化

除了上述的裝置設計及運行模式外，對流動電極材料、鹽溶液濃度、外接電壓、運行流速等參數(shù)進行系統(tǒng)優(yōu)化，也會直接提升FCDI的脫鹽性能。

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3.1 流動電極材料

流動電極是電子傳輸和離子吸附的核心，直接決定FCDI的脫鹽性能。流動電極是由具有高比表面積的活性電容顆粒、導電劑和離子電解質構成的。常用的活性材料主要是各類碳基材料，其中活性炭是目前FCDI流動電極使用最廣泛的活性材料〔24〕。流動電極液含碳量對于FCDI的脫鹽性能有著重要影響。增加含碳量可以促進活性炭顆粒與集流體以及顆粒與顆粒之間的碰撞，從而強化電荷傳輸過程〔25〕。但是流動電極液含碳量也不宜過高，過高會增加流動電極液黏度影響其流體特性，從而增加泵的運行能耗，同時還會造成集流體通道堵塞。為了尋求流動電極導電性和黏度的平衡，目前已報道的流動電極活性含碳5%～20%〔25〕。有研究表明，通 過化 學 氧化〔26〕、氮 摻 雜〔27〕、過 渡 金 屬 氧 化 物 負載〔28〕或官能團修飾〔29〕等方法，可以在不影響流動電極液黏稠度、不造成通道堵塞的情況下有效提高活性炭的質量分數(shù)，最高達到35%〔30〕。

除了碳基活性材料以外，還需要添加導電劑進一步增強流動電極的導電性。Peng LIANG等〔31〕在電極液中加入1.5%的導電炭黑，F(xiàn)CDI的電荷效率由83.5%提升至96.5%，電極內(nèi)阻顯著降低。Kexin TANG等〔32〕在電極液中加入1%的碳納米管，電極液黏度僅增加1.1倍，但是由于碳納米管的橋接作用，流動電極的導電性提高了13.2倍。雖然使用固體導電劑可以顯著改善流動電極的導電性，但是電極液黏度也會相應增加。因此，導電劑的添加量需要合理控制，以避免顆粒團聚并堵塞通道。研究者們還引入液態(tài)電子媒介添加劑，依賴其在電極/電解液界面上的快速氧化還原反應來增強流動電極的電荷傳輸能力。Jinxing MA等〔33〕在電極中添加氧化還原活性醌，通過溶液中氫醌和苯醌的可逆氧化還原反應，使電極液中的電荷轉移顯著增加。但是這類液態(tài)添加劑需要謹慎使用，否則會帶來毒性物質泄漏的安全風險。在流動電極開發(fā)方面，研究者們進行了大量的嘗試，以期盡可能地提高FCDI系統(tǒng)的脫鹽效果。圖5總結了不同流動電極體系的FCDI脫鹽性能，可以發(fā)現(xiàn)，通過電極材料的不斷開發(fā)，F(xiàn)CDI系統(tǒng)在1 000～5 000 mg/L的中濃度鹽水處理中展現(xiàn)出了較好的脫鹽性能，并且還能夠用于與自然海水相近的高濃度鹽水脫鹽。

圖5 FCDI流動電極的脫鹽性能匯總Fig. 5 Summary of desalination performance for FCDI electrodes

3.2 鹽溶液濃度

3.2.1 電極液電解質濃度

電極液電解質是流動電極的主要成分，在溶液中添加適量的鹽能有效減少裝置的內(nèi)部電阻，提高電荷傳輸能力。流動電極液常用的電解質為NaCl和Na2SO4。C. R. DENNISON等〔34〕將Na2SO4濃 度 由0.5 mol/L增加至1.25 mol/L后電極液導電性提高了25%。S. C. YANG等〔35〕探究了 離子在不 同NaCl濃度流動電極中的擴散行為，結果表明，NaCl在較低濃度時主要起降低流動電極電阻的作用，在較高濃度時可以加強活性炭表面離子向間隙孔中的內(nèi)擴散，成為影響脫鹽效率的主要離子傳輸過程。但是，流動電極中的電解質含量過高會導致固體顆粒聚集，電極液穩(wěn)定性下降，同時還會促進反離子擴散，影響庫倫效率和脫鹽性能〔25〕。

3.2.2 進料鹽溶液初始濃度

FCDI脫鹽性能還與進料鹽溶液的初始濃度密切 相 關。Jing ZHANG等〔36〕在 研 究 利 用FCDI去 除水中的磷元素時發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，系統(tǒng)對磷的吸附量與進料鹽溶液中磷的初始質量濃度呈線性關系，處理初始質量濃度為50、100、150 mg/L含磷溶液時吸附量分別達到了0.434、0.97、1.307 5 mg/g。Kuo FANG等〔15〕利用FCDI進 行 氨 回收研 究也發(fā)現(xiàn)，當溶液中氨初始濃度升高時，平均氨吸附率和氨吸附容量也同步提升。然而，其他實驗結果也表明當進料鹽溶液初始濃度達到一定高度時，脫鹽率反而開始有所下降〔37〕。這說明FCDI雖然有較寬的濃度處理范圍，但仍然存在閾值，因此在設計使用FCDI系統(tǒng)時應當注意適配進料鹽溶液的初始濃度。

3.3 運行電壓

運行電壓對FCDI脫鹽性能的影響在于增加運行電壓可以加快離子的遷移速度，但過高的電壓會使得水電解、氧還原、碳還原等法拉第反應加速發(fā)生，導致系統(tǒng)電荷效率降低，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。Peng LIANG等〔31〕探究了FCDI系統(tǒng)在0.6～4.8 V下的脫鹽效果，當電壓在0.6～1.5 V之間時，鹽去除率線性增加；當電壓大于1.5 V時鹽去除率略微增加而電荷效率顯著降低。Kexin TANG等〔38〕系統(tǒng)地評估了FCDI系統(tǒng)在1.2～2.4 V電壓范圍的脫鹽性能，結果表明電壓為2.0 V與電壓為1.6 V時的脫鹽表現(xiàn)幾乎相同，進一步增加電壓至2.4 V時，處理效果明顯提升，這可能是由于離子交換膜兩側滲透壓的不斷變化、法拉第反應加劇、膜或者碳粒子性質改變等系統(tǒng)特性造成的。綜合能耗考慮，1.6 V仍是運行系統(tǒng)的最佳電壓。

3.4 運行流速

在FCDI系統(tǒng)運行過程中，流動電極液和進料鹽溶液分別由泵輸送流經(jīng)電極腔室和脫鹽腔室，因此兩者的運行流速都應該被考慮。S. PORADA等〔25〕發(fā)現(xiàn)，在進料鹽溶液流速一定時，電極液運行流速越低，則電極材料在裝置中停留的時間越長，脫鹽效率增加，但流速過低會導致流動電極電荷傳輸能力減弱反而使脫鹽效率降低。楊宏艷等〔37〕發(fā)現(xiàn)，在電極液運行流速不變的情況下，F(xiàn)CDI系統(tǒng)的脫鹽效率隨著進料鹽溶液運行流速的增大而減小。這主要是因為過快的流速會對鹽溶液擴散產(chǎn)生強擾動，使得原本的雙電層厚度降低，脫鹽效率大幅下降。此外，在該研究中還進一步探究了進料鹽溶液與電極液運行流速的相對大小對于FCDI脫鹽性能的影響。當進料鹽溶液流速與陰陽電極室中電極液流速比為1∶2∶2時FCDI系統(tǒng)的脫鹽效率最高（達79.38%）。這是因為較大的流速差距使得電極室和進料室容易產(chǎn)生紊亂流動，從而使?jié)舛炔钤龃?，促進離子的遷移。通過以上分析可知，在設計FCDI系統(tǒng)參數(shù)時需要充分優(yōu)化進料鹽溶液運行流速和電極液運行流速，通過考慮脫鹽效果和泵輸送能耗等指標來權衡取舍。

4 FCDI技術的應用領域

FCDI技術最初是一種設計用作海水淡化/苦咸水脫鹽的水處理工藝，近些年研究者們還將其運用到了各種領域。

4.1 海水淡化與苦咸水脫鹽

與CDI和MCDI技術相比，F(xiàn)CDI技術最大的優(yōu)勢在于其具有極大的吸附容量和能夠長期連續(xù)運行，可以適用于高濃度鹽水的持續(xù)脫鹽。目前，海水淡化/苦咸水脫鹽仍是FCDI技術研究最廣泛的應用領域。S. I. JEON等〔8，39〕在最初提出“FCDI”概念時就系統(tǒng)探究了其對與海水濃度相當?shù)柠}溶液（鹽質量濃度35.0 g/L）的脫鹽效果，證實了FCDI系統(tǒng)適用于海水淡化領域。此外，將FCDI技術與其他脫鹽技術聯(lián)用也可大幅提升脫鹽的效果并降低運行能耗。S. CHOI等〔40〕將FCDI技術與納濾（NF）技術聯(lián)用，在處理TDS為10 000 mg/L的鹽水時可以實現(xiàn)70%的水 回 收 率。H. J. CHUNG等〔41〕將FCDI技 術 作 為 海水反滲透（SWRO）技術的二段處理工藝，這種SWRO?FCDI聯(lián)用工藝不僅可以保證符合要求的淡水產(chǎn)量還進一步降低了能耗。此外，F(xiàn)CDI裝置可以利用海水或反滲透濃水作為流動電極液，滿足了實際應用。盡管FCDI技術在高濃度鹽水脫鹽上展現(xiàn)了巨大的應用潛力，但是目前的研究更多的是使用不同濃度的NaCl、Na2SO4模擬鹽水，對成分更加復雜的實際水體研究較少。

4.2 特殊離子去除與資源回收

由于FCDI在運行過程中可以不斷吸附濃縮離子，所以它在特殊離子去除與資源回收方面也存在一定的應用潛力。水體中氮、磷元素累積過量會造成水體富營養(yǎng)化，如何有效去除并資源化一直是研究 的 熱 點。Kuo FANG等〔15〕利 用FCDI系 統(tǒng) 對 低 濃度城市污水中的氨氮進行了預濃縮，去除率可以達到87%。Yanhong BIAN等〔14〕使用ICC模式同時去除水體中的氮和磷，PO43??P的去除率為49%～91%，NO3??N和NH4+?N的 去 除 率 分 別 為83%～99%和89%～99%。通過對上述FCDI系統(tǒng)脫附再生，排放的脫附液中含有高濃度的氮、磷元素，實現(xiàn)了氮、磷的資源化回收，但是由于其他物質的存在導致氮、磷回收的純度不夠。為了從廢水中回收得到純度高的氮、磷濃水以用作水肥，可以采用選擇性離子交換膜或者選擇性流動電極實現(xiàn)對于氮、磷的目標去除和回收。Kuo FANG等〔42〕設計了一種新型堆疊式三單元FCDI裝置，利用一價陽離子選擇性交換膜（M?IEM）將NH4+以85%純度的硫酸銨形式選擇性回收。Lin LIN等〔43〕將 特 制 的 二 鈦 酸 鉀（K2Ti2O5或KTO）顆粒與活性炭混合用作流動電極選擇性去除NH4+，與單獨使用活性炭相比，添加KTO流動電極的NH4+去除率由35.6%提升至80%。Changyong ZHANG等〔44〕使用Fe3O4/AC復合電極通過磁性顆粒與磷的離子交換作用選擇性吸附磷，進一步用堿液將飽和的電極顆粒再生，則可實現(xiàn)高純度磷的回收。此外，也可以與其他技術聯(lián)用將鹵水中的氮、磷選擇性回 收。Changyong ZHANG等〔45〕將FCDI裝置與氣體分離膜結合成新型的裝置來回收氨，主要過程是NH4+在陰極室中由于pH的升高轉化為氨氣，隨后穿過氣體分離膜進入酸性吸收室被轉化或銨鹽，氨的去除率達90%，氨回收率達80%。該課題組還將FCDI裝置與流化床結晶技術耦合，此系統(tǒng)中FCDI裝置可將磷從廢水中預濃縮，吸附后的流動電極濃縮液進入流化床結晶，最終得到高純度的鳥糞石。實驗結果表明，F(xiàn)CDI裝置可以去除廢水中63%的磷，流化床可以將濃縮液中80%的磷轉化為鳥糞石〔46〕。

除了氮、磷以外，F(xiàn)CDI還可以對其他離子進行選 擇 性 去 除 和 回 收。Xudong ZHANG等〔47〕發(fā) 現(xiàn)，F(xiàn)CDI系統(tǒng)在SCC模式下處理Na+和Cu2+共存的混合溶液時，Cu2+會優(yōu)先沉積或吸附在碳顆粒中而Na+主要分布在電解質中，因此在電極室內(nèi)Na+和Cu2+實現(xiàn)了分離。C. HE等〔48〕通過調(diào)整電流密度和電極液的pH，可以在含有Na+和Ca2+的混合溶液中選擇性地分離去除二價陽離子，實現(xiàn)對微咸水的軟化處理。Chao YU等〔49〕針對有機物高級氧化過程中生成的大量難以降解的小分子羧酸鹽副產(chǎn)物，采用SCC模式可以有效回收高級氧化出水中80%的醋酸鹽和草酸鹽。

4.3 能源回收

經(jīng)濟性是脫鹽技術在實際應用中的重要考量指標，一般取決于產(chǎn)水量、水回收率和能耗等技術指標。產(chǎn)水量和水回收率決定了基礎設施的建造規(guī)模和維護成本，能耗則最直接地反映了運行成本。Changyong ZHANG等〔50〕將FCDI技術與 反滲透技 術（RO）和電滲析技術（ED）進行了系統(tǒng)地對比，他們發(fā)現(xiàn)在相同產(chǎn)水量和水回收率前提下FCDI技術所需能耗為0.22～14 kW·h/m3，反而要高于RO技術（0.19～0.833 kW·h/m3）和ED技 術（0.14～3.8 kW·h/m3）。然而，RO和ED技術的水回收率一般僅能達到40%～70%，F(xiàn)CDI技術可獲得＞95%的水回收率。因此，F(xiàn)CDI技術在實際運行中要充分權衡各技術指標，在獲得高產(chǎn)水量和高水回收率的同時盡可能地維持低能耗，以尋求最優(yōu)異的經(jīng)濟性。

此外，研究者們嘗試在FCDI運行過程中將能量進行回收從而減少總能耗，這對其實際應用具有一定的積極作用。S. I. JEON等〔39〕在2014年便對使用ICC模式的FCDI系統(tǒng)進行能量回收實驗，能量回收率為20%。Junjun MA等〔12〕發(fā)現(xiàn)在流動電極液中加入碳納米管可以提高能量回收率。H. LIM等〔51〕系統(tǒng)地研究了影響能量產(chǎn)生的因素，結果表明放電電流決定了產(chǎn)生的能量容量，當放電電流密度為50 mA時能量產(chǎn)生能力最強，最大能量回收率可達25%。

5 總結與展望

FCDI是一種適用范圍極廣的具有良好應用前景的脫鹽技術，擁有理論上無限的吸附能力，電極容易制備，運行管理方便，可實現(xiàn)對中高濃度鹽水的連續(xù)脫鹽，彌補了CDI技術的不足。雖然近幾年來FCDI技術受到了學者們的廣泛關注，但是其仍然處于發(fā)展的起步階段，未來的研究應考慮以下幾個方面：

（1）雖然流動電極的“雙電層”理論可以用來解釋電荷傳輸及離子存儲過程，但是FCDI系統(tǒng)是一個包含電滲析、法拉第反應、非法拉第反應的復雜過程，對于其內(nèi)部的電化學反應及過程還需進一步研究。

（2）仍然需要進一步加強FCDI系統(tǒng)的過程優(yōu)化，比如開發(fā)制備新型離子交換膜或者流動電極材料以提升其脫鹽性能，從減小水阻和電阻角度改進升級裝置構型以降低運行能耗，通過化學、物理手段控制結垢和膜污染問題等。

（3）目前研究主要使用實驗室模擬用水，需要加強其對成分更加復雜的實際水體的應用評價。研究者們還需要通過與多種技術聯(lián)用，進一步拓展FCDI技術的潛在應用。此外，還需開展FCDI技術的中試研究，系統(tǒng)評價工藝、效率、經(jīng)濟等綜合指標，推動其商業(yè)化應用。