中國儲能網(wǎng)訊：劍橋大學教授Israel Temprano與PhD化學系學生Grace Mapstone共同參與一個項目，制造可以用天然材料捕獲二氧化碳的造超級電容器。這兩人合作撰寫了一篇論文，發(fā)表在《Nanoscale》雜志上。
研究人員希望這種低成本、環(huán)保的設備最終能夠擴大規(guī)模，能夠參與更大規(guī)模的溫室氣體收集工作。
研究人員表示，他們已經(jīng)通過一些天然材料研發(fā)了一種低成本的類似電池的裝置，這種裝置可以通過收集空氣中的二氧化碳來達到環(huán)保目的。
劍橋大學（University of Cambridge）的團隊制造了這種超級電容器，研究人員表示，這種電容器大小約為一便士，可以在充電時選擇性地捕獲二氧化碳氣體。氣體可以在受控的情況下放電時被釋放，或收集以重新使用或安全處置。
研究人員表示，他們將椰子殼與海水等天然材料作為電池設計的一部分，進一步增強了電容器的可持續(xù)性。
化學系PhD學生Grace Mapstone與該項目的另一研究研究員在新聞稿中說：“我們希望使用惰性材料，這樣不會對環(huán)境造成傷害，并且也可以減少處理頻率。例如，二氧化碳可以溶解在基本上是海水的水基電解質中?！?
超級電容器的優(yōu)勢
超級電容器與電池的相似之處在于其存儲和放電能量，但通常其容量小于典型電池。
然而，這些超級電容器的優(yōu)勢依賴于電子的運動，而不是化學反應，這樣可以實現(xiàn)更長的壽命與更慢的降解速度。
Mapstone指出，這將有助于研究人員研發(fā)一種儲能裝置，可以通過低成本、容易獲得的材料來參與碳的捕獲。
她還在采訪中說：“對于碳捕獲這類的材料，我們優(yōu)先考慮耐久性。最好的是，用于制造超級電容器的材料是廉價且豐厚的。電極是由碳組成的，可以來自廢棄的椰子殼?！?
系統(tǒng)是如何工作的
與電池相似，超級電容器由兩個電極組成，一面帶正電荷，另一面帶負電荷。為了延長其前代設備的充電時間，從而使其可以捕獲更多的碳，研究人員嘗試了從負電壓到正電壓的交替充電，這項研究由研究人員Trevor Binford領導，當時他正在劍橋大學讀碩士學位。
領導整個項目的劍橋大學優(yōu)素福·哈米德化學系（Cambridge’s Yusuf Hamied Department of Chemistry）教授Alexander Forse表示：“我們發(fā)現(xiàn)通過緩慢地改變兩個電極之間的電流，可以捕獲雙倍的二氧化碳?！?
然而，超級電容器不能自發(fā)地吸收二氧化碳; 研究人員說，它只在充電時才會這樣做。這個過程是這樣的:當電極充電時，負極吸收二氧化碳氣體，而忽略其他排放物，如氧氣、氮氣和水。他們說，通過這種方式，超級電容器既能捕獲碳又能存儲能量。。
可擴展的未來
研究人員在《Nanoscale》上發(fā)表了研究論文。
研究團隊希望超級電容器可以成為大型設備的原型，從而可以每年捕獲釋放在大氣中近350億噸二氧化碳的一部分。
Forse表示，事實上，這是一個好的開始，超級電容器的充放電過程可能比目前工業(yè)上用于收集溫室氣體的胺加熱過程消耗更少的能量。
Forse還說：“下一研究領域將涉及到捕獲碳的精密裝置，如何改進它們。這將是一個擴大規(guī)模的問題。”
中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會 楊柳翻譯
2022.6.28
