在这个新系统的图中，从右上方进入的空气通过两个包含吸引二氧化碳的电池电极的腔室(灰色矩形结构)中的一个。然后，气流被转换到另一个气室，而在第一个气室中积累的二氧化碳被冲进一个单独的储气罐(如图所示)。这些交替流允许两步流程的连续操作。图片由研究人员提供

 

这个过程可以在任何浓度的气体上工作，从发电厂的排放物到露天空气。

 

一种从气流中去除二氧化碳的新方法可能为对抗气候变化提供一个重要工具。新系统几乎可以在任何浓度的气体上工作，甚至可以降低到目前在大气中发现的大约400ppm的浓度。

 

大多数从气体流中去除二氧化碳的方法都需要较高的浓度，例如化石燃料发电厂的烟道排放物中的浓度。研究人员说，已经开发出了一些可以在空气中发现的低浓度下工作的方法，但新方法的能源密集程度和成本显著降低。

 

技术,基于空气穿过一堆电化学板块,在一篇新论文中描述在《能源和环境科学》杂志上,由麻省理工学院博士后Sahag Voskian,开发工作在他的博士,t·艾伦·哈顿,拉尔夫朗道化学工程教授。

 

新型的平行通道吸附系统允许二氧化碳亲和的电化学切换为高选择性高效碳捕获。动画制作:安东尼·克里科里安天富平台登录

 

这个装置本质上是一个大型的专门电池，它在充电时从通过电极的空气(或另一种气体流)中吸收二氧化碳，然后在放电时释放气体。在运行中，该装置只需在进料和出料之间交替，在进料循环中将新鲜空气或原料气吹入系统，在出料过程中将纯净的、浓缩的二氧化碳吹出。

 

当电池充电时，电极堆的每个表面都会发生电化学反应。它们的表面覆盖着一种叫聚蒽醌的化合物，这是由碳纳米管组成的。这种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。当电池放电时就会发生反反应——在这个过程中，设备可以提供整个系统所需的部分电力——并在这个过程中喷射出纯净的二氧化碳流。整个系统在室温和正常气压下运行。

 

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。”换句话说，电极材料的性质决定了它“有高亲和力或无亲和力”，这取决于电池的充放电状态。其他用于碳捕获的反应需要中间的化学处理步骤或输入重要的能量，如热量，或压力差。

 

“所有这些都是在环境条件下进行的，不需要热量、压力或化学输入。就是这些非常薄的薄片，两面都是活动的，可以堆叠在一个盒子里，连接到一个电源上。——萨哈·沃斯基安天富平台登录

 

沃斯基安说:“这种二元亲和能捕获任何浓度的二氧化碳，包括百万分之400，并能将其释放到任何载流中，包括100%的二氧化碳。”也就是说，当任何气体流过这些扁平的电化学电池的堆栈时，在释放过程中捕获的二氧化碳将随之被携带。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，那么一股纯气体就可以吹过盘子。捕获的气体从金属板中释放出来，加入到气流中。

 

在一些软饮料灌装厂，化石燃料燃烧产生二氧化碳，使饮料发出嘶嘶声。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。新的系统可以在这些应用中消除对化石燃料的需求，并且在这个过程中实际上可以直接从空气中去除温室气体，Voskian说。或者，纯二氧化碳流可以被压缩并注入地下长期处理，或者甚至通过一系列的化学和电化学过程制成燃料。