美國麻省理工學院研究人員開發出一種新方法,可在常溫常壓下,高效分離空氣等混合氣體(ti) 中的二氧化碳。這種方法將來有望成為(wei) 對抗氣候變化的重要工具。
研究團隊在新一期美國《能源與(yu) 環境科學》雜誌上發表報告說,他們(men) 最新開發出一種大型專(zhuan) 用電池裝置,充電時能從(cong) 流過其電極的氣體(ti) 中吸收二氧化碳,放電時可釋放純淨的二氧化碳氣體(ti) 。分離出的二氧化碳可用在碳酸飲料起泡、溫室蔬菜施肥等方麵,甚至可通過一係列化學過程製成燃料。
研究人員介紹說,吸收和釋放二氧化碳的過程基於(yu) 電極表麵的電化學反應。電池裝置中的電極表麵覆蓋有由聚蒽醌和碳納米管構成的特殊材料,使電極具有親(qin) 二氧化碳屬性。整個(ge) 係統在常溫常壓下即可工作,能去除混合氣體(ti) 中任何濃度的二氧化碳,對空氣中濃度僅(jin) 為(wei) 約400ppm(ppm為(wei) 百萬(wan) 分之一)的二氧化碳仍然適用。
研究人員說,該係統捕獲及釋放二氧化碳的過程是“革命性的”,展示了電化學方法在去除溫室氣體(ti) 方麵的強大功能。
“這項技術的最大優(you) 勢在於(yu) ,吸附劑對二氧化碳的親(qin) 和能力是二元的。”參與(yu) 研究的麻省理工學院博士後薩哈格·沃斯基安解釋說,根據電池充放電狀態,電極材料對二氧化碳具有高親(qin) 和力或無親(qin) 和力,而很多其他碳捕獲反應需要一些中間的化學處理步驟或大量能量輸入。
據介紹,新方法可有效提升捕碳能效,捕獲1噸二氧化碳消耗能量約1千兆焦耳。相比之下,其他現有方法捕獲1噸二氧化碳需要能量1千兆焦耳至10千兆焦耳不等,具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 所處理氣體(ti) 中二氧化碳的濃度。
研究團隊已通過實驗證明,他們(men) 開發的新裝置至少可以完成7000次“吸收-釋放”二氧化碳的充放電循環,這期間捕碳能效僅(jin) 下降約30%。下一步,團隊計劃將該裝置的充放電循環提升到2萬(wan) 至5萬(wan) 次,並希望在未來幾年內(nei) 實現產(chan) 業(ye) 化應用。
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