每個人都知道世界上有一個嚴重的二氧化碳問題,而是一種巧妙且具有潛在成本效益的方式來處理我們的問題剩餘二氧化碳可以提供未來電池技術的手段。
多年來,科學家一直在尋找方法捕獲碳和將其存放在地下甚至可能在海洋中。但新系統可能會比這些努力提供強大的優勢。
傳統的問題碳捕獲與封存據麻省理工學院的研究人員稱,CCS(CCS)系統的優點是,雖然它們擅長防止二氧化碳排放進入大氣並捕獲熱量,但它們需要大量能量才能做到這一點。
一個2014年學習據估計,CCS 使用了發電廠高達 30% 的發電能力,最終,許多此類系統僅儲存捕獲的二氧化碳固體形式,但實際上不要重新調整它的用途。
二氧化碳科學的一個獨立分支研究如何將化學物質轉化為其他種類的材料我們可以將其用作可行的燃料來源,許多研究人員認為這是一種更好的策略,因為它同時回饋了一些東西。
本著這種精神,麻省理工學院的一個團隊提出了一種鋰基電池系統,可以直接吸收發電廠內部的二氧化碳,將廢蒸汽轉化為(負載二氧化碳的)電解質——這是電池的三個主要部分之一。
鋰二氧化碳電池通常需要金屬催化劑才能發揮作用,因為二氧化碳的反應性不強。問題是,催化劑的來源可能很昂貴,而且所涉及的化學反應可能難以控制。
為了解決這個問題,由機械工程師 Betar Gallant 領導的團隊僅使用碳電極,在沒有金屬催化劑的情況下實現了電化學二氧化碳轉化。
答案是使用液態二氧化碳,將其摻入胺溶液中。
放電後的陰極,顯示出源自排放物的碳酸鹽材料,以及原始的放電前表面。 (麻省理工學院)
“我們首次展示的是這種技術可以激活二氧化碳以實現更容易的電化學反應,”勇敢 說。
「這兩種化學物質——水性胺和非水性電池電解質——通常不會一起使用,但我們發現它們的組合帶來了新的有趣的行為,可以增加放電電壓並允許二氧化碳的持續轉化。”
迄今為止,該研究尚未準備好用於商業用途,但實驗表明,胺技術與鋰氣電池的其他方法相比具有競爭力,儘管仍有明確的改進領域。
主要的是,電池系統目前僅限於 10 次充放電循環——如果我們要將這些鋰碳電池用於任何重要用途,則需要大幅提高這一嚴格限制。
「未來的挑戰將包括開發具有更高胺週轉率的系統,以接近連續運行或長循環壽命,並提高在更高功率下可獲得的容量,」作者在他們的論文中寫下。
最終,他們承認,這種電池技術還需要數年時間才能用於為人們實際需要的東西提供動力。
但隨著我們克服的每一個小障礙,我們都離最終目標越來越近——同時幫助解決當今關鍵的環境困境之一(並以一種比僅僅將其移植到地下和看不見的方式更有用的方式)。
“鋰二氧化碳電池還需要數年時間,”蓋蘭特解釋說,但至少如果我們能夠將二氧化碳轉化為電池組件之類的東西,那麼「這是將其作為有用產品封存的一種方法」。
研究結果報告於焦耳。