抵抗气候变迁新利器,MIT 碳捕获系统可吸收各种浓度二氧化碳

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抵抗气候变迁新利器,MIT 碳捕获系统可吸收各种浓度二氧化碳

全球大气层碳浓度逐渐增加,更在今年五月创人类史新高突破到 415ppm,对此美国麻省理工学院(MIT)或许已经研发出抑制碳排放利器,新型碳捕获系统能吸收各种浓度的二氧化碳,有望直接从大气中撷取二氧化碳。

在麻省理工的设计中,新系统的工作原理跟大型的电池雷同,团队首先在电极上附涂奈米碳管化合物聚蒽醌(polyanthraquinone),并制作出许许多多电极,每个电极之间都有小空隙提供气体通过。

而麻省理工独门的电极具有高度二氧化碳亲和力,碳低浓度也能运作,因此当电池充电时,每个电极表面都可以发生电化学反应,让二氧化碳分子吸附在电极上。研究主要作者 Sahag Voskian 表示,系统可以捕获任何浓度的二氧化碳,其中范围就包括 400ppm。

当电池充电池,电极会开始吸收二氧化碳,吸收过量也可以反向运作,将二氧化碳从电极分离开来,释放出纯凈、稳定二氧化碳至另一储存腔,最后提供给工厂使用,其中二氧化碳有很多再利用途径,能用在食品冷冻、灭火器、干冰、工业或是汽水。

过去的碳吸收系统只能截取工厂烟囱等的高浓度,也得消耗许多能量,依据不同二氧化碳浓度大约消耗 10 亿到 100 亿焦耳的能量,相较之下,麻省理工的新利器可以在常温、常压下进行,也只要 10  亿焦耳即可,显然具有较高的能源效率。

至于制作方法与成本,Voskian 指出,目前团队采用标准化学方法来制造电极,虽然都还仅于实验室阶段,但未来可以加以调整,最终达成大规模的卷对卷(R2R)制程,预估电极生产成本约为每平方公尺几十美元。

研究团队认为可以在工厂装设两组二氧化碳捕获系统,首先用第一组吸收工厂排方的二氧化碳,转移到第二组后,第一组电池再进入循环,最后达成同时捕获碳与排放纯碳。进一步实验后,研究团队也发现,系统可进行 7 千次的充放电循环,效率仅下降 30%,未来则有机会将循环提升至 5 万次。

而研究人员也已经成立衍生企业 Verdox,希望未来能将研发成果商品化,并在几年后开设先导工厂,对此 Voskian 乐观看待,他表示若要扩大规模,只要制造更多电极即可。目前研究已发表在《Energy and Environmental Science》。

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