美國麻省理工學(xué)院研究人員開發(fā)出一種新方法，可在常溫常壓下，高效分離空氣等混合氣體中的二氧化碳。這種方法將來有望成為對抗氣候變化的重要工具。
研究團(tuán)隊(duì)在新一期美國《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上發(fā)表報(bào)告說，他們最新開發(fā)出一種大型專用電池裝置，充電時(shí)能從流過其電極的氣體中吸收二氧化碳，放電時(shí)可釋放純凈的二氧化碳?xì)怏w。分離出的二氧化碳可用在碳酸飲料起泡、溫室蔬菜施肥等方面，甚至可通過一系列化學(xué)過程制成燃料。
研究人員介紹說，吸收和釋放二氧化碳的過程基于電極表面的電化學(xué)反應(yīng)。電池裝置中的電極表面覆蓋有由聚蒽醌和碳納米管構(gòu)成的特殊材料，使電極具有親二氧化碳屬性。整個(gè)系統(tǒng)在常溫常壓下即可工作，能去除混合氣體中任何濃度的二氧化碳，對空氣中濃度僅為約400ppm(ppm為百萬分之一)的二氧化碳仍然適用。
研究人員說，該系統(tǒng)捕獲及釋放二氧化碳的過程是“革命性的”，展示了電化學(xué)方法在去除溫室氣體方面的強(qiáng)大功能。
“這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)勢在于，吸附劑對二氧化碳的親和能力是二元的。”參與研究的麻省理工學(xué)院博士后薩哈格·沃斯基安解釋說，根據(jù)電池充放電狀態(tài)，電極材料對二氧化碳具有高親和力或無親和力，而很多其他碳捕獲反應(yīng)需要一些中間的化學(xué)處理步驟或大量能量輸入。
據(jù)介紹，新方法可有效提升捕碳能效，捕獲1噸二氧化碳消耗能量約1千兆焦耳。相比之下，其他現(xiàn)有方法捕獲1噸二氧化碳需要能量1千兆焦耳至10千兆焦耳不等，具體取決于所處理氣體中二氧化碳的濃度。
研究團(tuán)隊(duì)已通過實(shí)驗(yàn)證明，他們開發(fā)的新裝置至少可以完成7000次“吸收-釋放”二氧化碳的充放電循環(huán)，這期間捕碳能效僅下降約30%。下一步，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將該裝置的充放電循環(huán)提升到2萬至5萬次，并希望在未來幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。(周楚卿)
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