反應(yīng)器原型。

圖片來源：美國(guó)萊斯大學(xué)

美國(guó)萊斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種創(chuàng)新的電化學(xué)反應(yīng)器，或可顯著減少直接空氣捕獲(即從大氣中去除二氧化碳)所需的能量消耗。這一新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)不僅更加靈活和易于擴(kuò)展，而且有望成為對(duì)抗氣候變化、減輕溫室氣體排放的重要工具。該研究成果發(fā)表在最新一期《自然·能源》雜志上。

這款專為碳捕獲設(shè)計(jì)的反應(yīng)器采用了模塊化的三室結(jié)構(gòu)，其中心部分是一層特別設(shè)計(jì)的多孔固體電解質(zhì)。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這項(xiàng)成果標(biāo)志著從大氣中捕獲碳技術(shù)的一個(gè)重要突破，為提高碳捕獲的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性開辟了新的道路。

該裝置已在工業(yè)級(jí)含碳溶液中實(shí)現(xiàn)了高效的二氧化碳再生率，長(zhǎng)期穩(wěn)定性證明了其在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中的巨大潛力。

新方法的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)在于其高度的靈活性。它可以與多種化學(xué)物質(zhì)配合使用，并支持在直接空氣捕獲過程中同時(shí)生產(chǎn)氫氣，這顯著降低了制造凈零排放燃料或化學(xué)品的成本。

傳統(tǒng)上，直接空氣捕獲技術(shù)依賴于高溫過程從吸附材料或二氧化碳過濾材料中提取二氧化碳，這通常涉及到將混合氣體通過高pH值的液體以去除酸性氣體二氧化碳。新方法側(cè)重于使用電能而非熱能來實(shí)現(xiàn)二氧化碳再生，這帶來了幾個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)：可以在常溫下操作;不需要額外添加化學(xué)物質(zhì);避免了生成不必要的副產(chǎn)品。

新型反應(yīng)器能夠高效地分離碳酸鹽和碳酸氫鹽溶液，在一個(gè)腔室內(nèi)生產(chǎn)堿性吸收劑，在另一個(gè)腔室內(nèi)生產(chǎn)高純度二氧化碳。這種方法通過對(duì)電輸入的優(yōu)化，降低了整體能耗，為實(shí)現(xiàn)更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的碳捕獲解決方案提供了新的可能性。