每个人都知道世界上有一个严重的二氧化碳问题,而是一种巧妙且具有潜在成本效益的方式来处理我们的问题剩余二氧化碳可以提供未来电池技术的手段。
多年来,科学家们一直在寻找方法捕获碳和将其存放在地下甚至可能在海洋中。但新系统可能会比这些努力提供强大的优势。
传统的问题碳捕获和封存据麻省理工学院的研究人员称,CCS(CCS)系统的优点是,虽然它们擅长防止二氧化碳排放进入大气并捕获热量,但它们需要大量能量才能做到这一点。
一个2014年学习据估计,CCS 使用了发电厂高达 30% 的发电能力,最终,许多此类系统仅存储捕获的二氧化碳固体形式,但实际上不要重新调整它的用途。
二氧化碳科学的一个独立分支研究如何将化学物质转化为其他种类的材料我们可以将其用作可行的燃料来源,许多研究人员认为这是一种更好的策略,因为它同时回馈了一些东西。
本着这种精神,麻省理工学院的一个团队提出了一种锂基电池系统,可以直接吸收发电厂内部的二氧化碳,将废蒸汽转化为(负载二氧化碳的)电解质——这是电池的三个主要部分之一。电池。
锂二氧化碳电池通常需要金属催化剂才能发挥作用,因为二氧化碳的反应性不强。问题是,催化剂的来源可能很昂贵,而且所涉及的化学反应可能难以控制。
为了解决这个问题,由机械工程师 Betar Gallant 领导的团队仅使用碳电极,在没有金属催化剂的情况下实现了电化学二氧化碳转化。
答案是使用液态二氧化碳,将其掺入胺溶液中。
放电后的阴极,显示出源自排放物的碳酸盐材料,以及原始的放电前表面。 (麻省理工学院)
“我们首次展示的是这种技术可以激活二氧化碳以实现更容易的电化学反应,”勇敢 说。
“这两种化学物质——水性胺和非水性电池电解质——通常不会一起使用,但我们发现它们的组合带来了新的有趣的行为,可以增加放电电压并允许二氧化碳的持续转化。”
迄今为止,该研究尚未准备好用于商业用途,但实验表明,胺技术与锂气电池的其他方法相比具有竞争力,尽管仍有明确的改进领域。
主要的是,电池系统目前仅限于 10 次充放电循环——如果我们要将这些锂碳电池用于任何重要用途,则需要大幅提高这一严格限制。
“未来的挑战将包括开发具有更高胺周转率的系统,以接近连续运行或长循环寿命,并提高在更高功率下可获得的容量,”作者在他们的论文中写下。
最终,他们承认,这种电池技术还需要数年时间才能用于为人们实际需要的东西提供动力。
但随着我们克服的每一个小障碍,我们都离最终目标越来越近——同时帮助解决当今关键的环境困境之一(并且以一种比仅仅将其移植到地下和看不见的方式更有用的方式)。
“锂二氧化碳电池还需要数年时间,”盖兰特解释说,但至少如果我们能够将二氧化碳转化为电池组件之类的东西,那么它是“将其作为有用产品封存的一种方法”。
研究结果报告于焦耳。