碳捕获系统将二氧化碳转化为电能和氢燃料

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科学家开发出一种可以吸收二氧化碳并产生电和氢燃料的新设备(图片来源:jordano /)

 
如果我们要实现本世纪保持地球升温超过1.5°C(2.7°F)的目标,仅仅减少二氧化碳排放量是不够的 - 我们也需要积极地将其排出大气层。受海洋作为天然碳汇的作用的启发,蔚山国家科学技术研究所(UNIST)和佐治亚理工学院的研究人员开发出一种吸收二氧化碳并产生电能和可用氢燃料的新系统。
 
该团队称之为混合Na-CO2系统的新设备基本上是一种大型液体电池。将钠金属阳极置于有机电解质中,而将阴极置于水溶液中。两种液体通过钠超离子导体(NASICON)膜分离。

 

当将CO 2注入含水电解质中时,它与阴极反应,使溶液更加酸性,从而产生电并产生氢气。在测试中,该团队报告的二氧化碳转化效率为50%,系统稳定性足以运行超过1,000小时而不会对电极造成任何损害。与其他设计不同,它在正常运行期间不释放任何二氧化碳作为气体 - 相反,剩余的一半二氧化碳作为普通的小苏打从电解液中回收。
 
 “碳捕获,利用和封存(CCUS)技术最近因提供应对全球气候变化的途径而受到极大关注,”该研究的首席研究员Guntae Kim教授说。“该技术的关键是将化学稳定的二氧化碳分子轻松转换为其他材料。我们的新系统通过二氧化碳溶解机制解决了这一问题。”
 
这种混合Na-CO2系统远不是唯一的碳捕获系统,但是这些技术是否能够在大规模上变得足够实用以产生很大的影响还有待观察。Climeworks的直接空气捕获系统是目前最有前途的系统之一,但当它每年仅消除150吨二氧化碳时(相比每年释放到大气中的400亿吨),感觉就像用塑料下沉一艘沉船杯子。
 
但是,该团队表示,新设计的每个组件仍有改进的余地。而锦上添花可能是该系统能够生产可再生电力和氢燃料的能力,可用于为氢汽车提供动力。

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