新华社北京10月29日电美国麻省理工学院研究人员开发出一种新方法,可在常温常压下,高效分离空气等混合气体中的二氧化碳。这种方法将来有望成为对抗气候变化的重要工具。研究团队在新一期美国《能源与环境科学》杂志上发表报告说,他们最新开发出一种大型专用电池装置,充电时能从流过其电极的气体中吸收二氧化碳,放电时可释放纯净的二氧化碳气体。分离出的二氧化碳可用在碳酸饮料起泡、温室蔬菜施肥等方面,甚至可通过一系列化学过程制成燃料。
研究人员介绍说,吸收和释放二氧化碳的过程基于电极表面的电化学反应。电池装置中的电极表面覆盖有由聚蒽醌和碳纳米管构成的特殊材料,使电极具有亲二氧化碳属性。整个系统在常温常压下即可工作,能去除混合气体中任何浓度的二氧化碳,对空气中浓度仅为约400ppm(ppm为百万分之一)的二氧化碳仍然适用。
研究人员说,该系统捕获及释放二氧化碳的过程是“革命性的”,展示了电化学方法在去除温室气体方面的强大功能。
“这项技术的最大优势在于,吸附剂对二氧化碳的亲和能力是二元的。”参与研究的麻省理工学院博士后萨哈格·沃斯基安解释说,根据电池充放电状态,电极材料对二氧化碳具有高亲和力或无亲和力,而很多其他碳捕获反应需要一些中间的化学处理步骤或大量能量输入。
据介绍,新方法可有效提升捕碳能效,捕获1吨二氧化碳消耗能量约1千兆焦耳。相比之下,其他现有方法捕获1吨二氧化碳需要能量1千兆焦耳至10千兆焦耳不等,具体取决于所处理气体中二氧化碳的浓度。
研究团队已通过实验证明,他们开发的新装置至少可以完成7000次“吸收-释放”二氧化碳的充放电循环,这期间捕碳能效仅下降约30%。下一步,团队计划将该装置的充放电循环提升到2万至5万次,并希望在未来几年内实现产业化应用。