“革命性”在麻省理工学院发育空气中消除二氧化碳的新方法[视频]

电摆动反应吸附碳捕集系统

在新系统的该图中,从右上右进入的空气通过吸引二氧化碳的电池电极的两个腔室(灰色矩形结构)中的一个。然后将气流切换到另一个腔室,而第一腔室中的累积二氧化碳冲洗到单独的储罐(右侧)。这些交替流程允许连续运行两步过程。信用:图像由研究人员提供

该过程可以从任何浓度的气体上工作,从发电厂排放到露天。

一种从空气中去除二氧化碳的新方法可能会成为对抗气候变化的重要工具。新系统几乎可以在任何浓度下工作,甚至可以在目前大气中发现的大约400ppm的浓度下工作。

大多数从气体流中去除二氧化碳的方法都需要更高的浓度,例如化石燃料发电厂的烟道排放的二氧化碳。研究人员说,已经开发出了一些变体,可以处理空气中发现的低浓度,但新方法的能源密集型和成本明显降低。

该技术是基于让空气通过一堆带电的电化学极板新论文在《能源与环境科学,通过麻省理工学院博士后Sahag Voskian和化学工程Ralph Landau教授T. Alan Hatton。

新颖的平行通道吸附系统允许电化学切换CO2亲和力进行高度选择性有效的碳捕获。动画信用:安东尼克里克诺里安

该设备本质上是一个大型的专用电池,在充电时从通过其电极的空气(或其他气体流)中吸收二氧化碳,然后在放电时释放气体。在运行中,该装置会简单地在充电和放电之间交替,在充电周期中,新鲜空气或进料气体通过系统,然后在放电期间吹出纯净、浓缩的二氧化碳。

当电池充电时,在每一堆电极的表面都会发生电化学反应。它们被一种叫做聚蒽醌的化合物包裹,这种化合物是由碳纳米管合成的。电极对二氧化碳有天然的亲和力,并且很容易与气流或原料气体中的二氧化碳分子发生反应,即使它的浓度很低。当电池放电时——在此期间,该装置可以提供整个系统所需的部分电力——就会发生逆反应,并在此过程中喷射出纯二氧化碳流。整个系统在常温常压下工作。

Voskian解释说:“与大多数其他碳捕获或碳吸收技术相比,这种技术的最大优势在于吸附剂对二氧化碳的亲和性是二元的。”换句话说,电极材料,就其性质而言,“具有高亲和力或无亲和力”,这取决于电池的充放电状态。用于碳捕获的其他反应需要中间的化学处理步骤,或输入大量的能量,如热量或压差。

“所有这些都是在环境条件下进行的,不需要热量、压力或化学物质的输入。这只是这些非常薄薄的床单,两个表面都是有效的,可以在盒子中堆叠并连接到电源。“— Sahag Voskian

“这种二进制亲和力允许从任何浓度捕获二氧化碳,包括每百万份400份,并允许其释放到任何载体流中,包括100%CO2”,Voskian说。也就是说,当任何气体通过这些平面电化学电池的堆叠时,在释放过程中捕获的二氧化碳将随它一起被带走。例如,如果想要的最终产品是用于饮料碳酸化的纯二氧化碳,那么一股纯气体流可以吹过盘子。被捕获的气体随后从板块中释放出来,加入到气流中。

在一些软饮料装瓶厂,燃烧化石燃料来产生使饮料起泡所需的二氧化碳。类似地,一些农民燃烧天然气产生二氧化碳来喂养温室里的植物。Voskian说,新系统可以在这些应用中消除对化石燃料的需求,在这个过程中,实际上可以直接从空气中去除温室气体。或者,纯二氧化碳流可以被压缩并注入地下进行长期处理,甚至可以通过一系列化学和电化学过程制成燃料。

这种系统用于捕获和释放二氧化碳的过程“是革命性”。“所有这些都是在环境条件下进行的,不需要热量、压力或化学物质的输入。这只是这些非常薄薄的床单,两个表面都是有效的,可以在盒子中堆叠并连接到电源。“

哈顿说:“在我的实验室里,我们一直在努力开发新技术,以解决一系列环境问题,避免对热能来源、系统压力变化或添加化学品来完成分离和释放循环的需要。”“这种二氧化碳捕获技术清楚地展示了电化学方法的力量,这种方法只需要很小的电压波动来驱动分离。”

“这种二进制亲和力允许从任何浓度捕获二氧化碳,包括每百万份400份,并允许其释放到任何载体流中,包括100%CO2.——萨哈格·沃斯基安

在一个工作的工厂,例如,在一个不断产生废气的发电厂两组这样的电化学电池可以并排设置,以并行运行,首先将烟气导向一组电池进行碳捕捉,然后在第一组电池进入排放循环时转移到第二组电池。通过来回交替,该系统始终可以捕获和释放气体。在实验室中,该团队已经证明该系统可以承受至少7000次充放电循环,在此期间效率损失30%。研究人员估计,他们可以很容易地将其提高到2万到5万次。

电极本身可以用标准的化学处理方法制造。Voskian说,虽然现在这是在实验室环境下完成的,但它可以进行调整,最终可以通过类似于报纸印刷机的卷对卷制造过程大批量生产。他说:“我们已经开发出了非常划算的技术。”他估计,每平方米电极的生产成本大约可以达到几十美元。

与其他现有的碳捕获技术相比,这个系统非常节能,持续地每捕获一吨二氧化碳大约消耗十亿焦耳的能量。Voskian说,其他现有方法的能量消耗在每吨1到10千兆焦耳之间,这取决于入口二氧化碳的浓度。

他说,研究人员已经成立了一家名为Verdox的公司,将这一过程商业化,并希望在未来几年内开发一个中试规模的工厂。而且这个系统很容易扩大规模,他说:“如果你想要更大的容量,你只需要制造更多的电极。”

参考:“FaradaiC电动挥杆反应吸附CO2捕获“由Sahag Voskian和T. Alan Hatton,2019年10月1日,能源与环境科学
DOI:10.1039 / C9EE02412C

10评论麻省理工学院发明了一种革命性的去除空气中二氧化碳的新方法[视频]

  1. 通过这篇“二氧化碳捕获”的文章,你发出了完全愚蠢的声音!

  2. 植物树,革命!

  3. 如果我们要拿走排气堆并在地下运行,我们可以降低排气的温度也有助于降低我们星球的全球变暖!

  4. 只有地下封存才能扩大规模,甚至希望产生全球效应。不过,似乎有问题。让我们转向清洁能源。

  5. 这可以在其他环境中使用,例如可能更好的替代方案,以净化空间栖息地的空气,并浓缩所产生的二氧化碳以进行食物生长

  6. 多年来,我一直认为,应对气候变化有两件事是至关重要的:减少人口和二氧化碳捕获。所以,让我们在种植大草原和减少汽油燃烧的同时,密切关注这种可能性。

  7. 只是植物大麻ffs !!!它远远超过地球上的任何其他工厂转换更多二氧化碳!!!!

  8. 迈克尔·约翰逊。|2019年10月26日在下午5:38|回复

    把它贴在另一个星球上。逆转工程森林从内部。添加地形化气体氧氮气氢。调用与气体的放热反应。理论可能是100%的二氧化碳气氛可以变为透气条件,受到快速不断发展的植物物种生物工物,以在干旱条件下迅速生长。

    在地球上,树木,红树林,为授粉原因保存,保护原因,受保护名单上的激进概念将昆虫放在昆虫(有用你没有想法)。

  9. 它对工业领域可能是伟大的!仍然在这里加入人们对植树树和大麻的人!

  10. 二氧化碳是有害的?当你把它从空气中取出时会发生什么?
    哦,是的,所有的植物都死了。
    这对一个科学网站来说真是个糟糕的借口。更多的宣传。

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