Nguyên lí hoạt động của tế bào điện phân sinh học sử dụng vi khuẩn oxi hóa NH4+ kị khí để xử lý nước thải có hàm lượng nitrogen cao, đồng thời sản xuất khí hydrogen cho năng lượng tái tạo được minh họa như hình vẽ.
a) Điện cực được kết nối với vải carbon là điện cực âm của nguồn điện.
b) Trong quá trình hoạt động, có sự di chuyển của ion H+ từ phía anode về phía cathode.
c) Về mặt lí thuyết, cứ 2 mol NH4+ chuyển thành N2 thì khối lượng dung dịch anode giảm đi 28 gam.
d) Nếu tế bào điện phân hoạt động ở nhiệt độ cao thì hiệu quả xử lý nước thải sẽ tăng lên.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, vải carbon là điện cực âm (cathode), tại đây H+ bị khử thành H2.
(b) Đúng, H+ sinh ra từ các phản ứng tại anode sẽ di chuyển xuyên qua màng trao đổi ion để tới cathode.
(c) Sai, cứ 2 mol NH4+ phản ứng thì có 1 mol N2 thoát ra ngoài và 8 mol H+ di chuyển qua bên cathode nên khối lượng dung dịch bên anode sẽ giảm 1.28 + 8.1 = 36 gam
(d) Sai, nhiệt độ cao có thể làm chết vi khuẩn kị khí khiến hiệu quả xử lý nước thải giảm xuống.