二氧化碳捕获的电影开关

莱斯大学新技术开发的工程师可以降低的成本捕捉二氧化碳从所有类型的排放,一个潜在的行业寻求适应改变发展温室气体标准经济和新兴能源转型。

根据一项研究发表在自然,化学和生物分子的系统从实验室工程师浩田王可以直接把二氧化碳从来源从吗烟气向大气中通过使用电诱发water-and-oxygen-based电化学的反应。这种技术壮举可能会直接从边缘产业⎯只有空气捕捉18岁的植物目前在全球操作⎯承诺减缓气候变化。

大多数碳捕捉系统包括一个两步的过程:首先,高收入pH值液体是用来分离二氧化碳,这是酸性的,从混合气流等烟气。接下来,二氧化碳是再生的解决方案通过加热或注射液体低ph值。

“一旦二氧化碳是被困在这些溶剂中,你必须重新生成它,”王说。

“传统胺擦洗方法需要100 - 200摄氏度的高温(212 - 392华氏度)。钙carbonate-based过程需要的温度高达900摄氏度(1652华氏度)。

“几乎没有化学物质生产或消费过程。我们也不需要加热或加压设备,我们只需要把它插到电源插座,它会工作。”

目前的碳捕捉技术的另一个缺点是依赖大规模、集中的基础设施。相比之下,系统开发的王的实验室是一个可扩展的、模块化的、接入点概念,可以适应各种不同的场景。

“技术可以扩大工业设置⎯发电厂、化工厂⎯但是它的伟大之处是它允许小规模使用:我甚至可以使用它在我的办公室,”王说。例如,“我们可以把大气中的二氧化碳,不断注入,集中气体温室刺激植物生长。我们听到从太空空间站上使用该设备技术公司感兴趣把航天员呼出的二氧化碳。”

反应堆由小王和他的团队可以不断把二氧化碳从模拟烟气与使用相对较低的电力输入效率在98%以上。

“电力用于一个50瓦灯泡一个小时将产生10到25升的高纯度二氧化碳,”彭朱说,化学和生物分子工程学研究生和作者的研究。

王指出,这个过程“没有碳足迹或非常有限的足迹”如果所需的电力来自可再生能源,如太阳能和风能。

“这是好消息考虑到可再生电力越来越具有成本效益的,”王说。

反应堆由一个阴极设置执行氧气减少,一个氧发生反应执行阳极和一个紧凑的多孔固体-电解液层,允许有效离子传导。早期版本的反应堆被用来减少二氧化碳纯液体燃料和减少氧气进入纯过氧化氢的解决方案。

“以前,我们小组主要关注二氧化碳利用,”朱说。“我们致力于生产纯液体产品醋酸,甲酸等等。”

根据王,朱镕基在研究过程中发现,气泡流出反应器的中间室的液体。

“一开始,我们没有很多的关注这一现象,”王说。“然而,彭观察到,如果我们应用更多的电流有更多的泡沫。这是一个直接相关,这意味着不是随机发生的东西。”

研究人员意识到碱性接口在反应堆的阴极还原反应生成与二氧化碳分子相互作用形成碳酸根离子。碳酸根离子迁移到反应堆的固体电解质层结合质子造成水氧化在阳极,形成一个连续流动的高纯度二氧化碳。

“我们随机发现这种现象在我们先前的研究,”王说。“然后我们调整和优化技术对这个新项目和新应用程序。我们花了多年的连续工作在这种类型的电化学装置。

“科学发现常常需要这个病人,连续观察和学习的好奇到底发生了什么,不要忽视这些现象的选择不一定适合实验框架。”

参考:朱P,吴ZY Elgazzar,等。连续碳捕获在一个电化学固体电解质反应堆。自然。2023,618 (7967):959 - 966。doi:10.1038 / s41586 - 023 - 06060 - 1

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