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室温下气态二氧化碳借助液态金属电催化剂可转化为碳电池

来源:cnBeta.COM   更新时间:2019-02-27 09:14:03    

  据外媒New Atlas报道,一些科学家认为如果我们要遏制气候变化的最坏情况,仅仅通过减少未来的二氧化碳排放是不够的 - 我们需要捕捉空气中已经存在的二氧化碳。从空气中捕获碳并将其隔离是一种可行的策略,现在科学家已经开发出一种新方法,可以将二氧化碳气体转化为固态“煤”,然后将其储存在地下,甚至将其用于电子元件。

  许多项目目前正在尝试从排放点捕获碳的新方法。气体通过金属有机骨架、多孔粉末、气泡状膜或由粘土或咖啡渣制成的材料来吸收。但如何处理捕获的碳呢?在从这些捕获材料中提取之后,然后可以将气体重新用于制造混凝土、碳酸饮料或燃料,或者可以将更多的气体藏在地下。为了储存二氧化碳,它通常被压缩成液体形式或与水结合,然后注入地下深处。据报道,短短两年内其与玄武岩岩石相互作用并凝固成碳酸盐矿物。

  但是其他研究发现这个过程可能没有看起来那么有效。麻省理工学院的一项调查发现,只有一层薄薄的顶层变硬 - 下面还是一个很大的气体袋。这使得它暂时远离大气层,但未来可能会泄漏并将其全部释放回空中。

  因此,这项新的研究开始着手将碳固化在地下之前进行固化,使其没有机会“逃脱”。该团队由来自澳大利亚、德国、中国和美国的研究人员组成。

  新方法的关键是液态金属催化剂,由镓合金和铈组成。研究团队首先将二氧化碳溶解在含有电解液的烧杯中,然后加入少量液态金属催化剂。当施加电流时,催化剂化学活化混合物的表面,其缓慢地将二氧化碳转化成固体碳片。

  该催化剂被设计成优良的电导体,并且有效地进行反应。因为它是一种液体,碳片不会粘在它上面,如果它是一种固体催化剂,它们往往会出现这样的情况。这可以使它运行更长时间而不会结垢。

  研究人员表示,这个过程可以在室温下完成,不同于其他需要高温的碳转化过程,那些会消耗大量的能量。该方法同时可以在具有相对便宜和普通设备的实验室中完成,并且具有小的电源。

  “迄今为止,二氧化碳仅在极高的温度下转化为固体,使其在工业上不可行,”该研究的作者Torben Daeneke表示。“通过使用液态金属作为催化剂,我们已经证明可以在室温下将气体转化为碳,这是一个高效且可扩展的过程。虽然需要做更多的研究,但这是提供碳固体储存的关键的第一步。”

  一旦碳固化,就可以无限期地安全地储存在地下,而不用担心它会泄漏回大气中。但有趣的是,这不是唯一可能的结果。

  “该过程的一个附带好处是碳可以保持电荷,成为一个超级电容器,因此它可能被用作未来车辆的一个组件,”该研究的第一作者Dorna Esrafilzadeh说道。“该工艺还生产合成燃料作为副产品,也可以用于工业应用。”

  该技术有很大的潜力帮助从大气中去除温室气体,但与任何这类研究一样,这还需要进行更多的研究,以确定在工业规模上、从物流和经济角度来看它的效果如何。

  该研究发表在《自然·通讯》杂志上。

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