能源创新:二氧化碳巧变“能源”为电池充电

12bet备用网址官网2017年3月7日讯  近日,美国宾夕法尼亚州立大学的团队研制出一种装置,利用化石燃料发电厂排放的二氧化碳与环境空气中二氧化碳的浓度差发电,可给电池充电。相关研究发表在最新一期美国《环境科学和技术》杂志上。

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能源创新:二氧化碳巧变“能源”为电池充电

蓝天与灰天的对比说明燃烧化石能源对环境的不利影响,而两者之间二氧化碳(CO2)浓度的巨大差异提供了一种尚未开发的发电能源。

该装置叫“流动单元”,工作原理是将二氧化碳排放物溶解于水性溶液中,利用其与环境空气中的二氧化碳之间的浓度差发电。其产生的平均功率密度为0.82瓦/平方米,高于以前类似方法获得值的近200倍。

研究人员克里斯托弗·戈尔斯基介绍,这项工作提供了一种更简单的方式——捕获二氧化碳这种排放物获取能量,而现有技术是在昂贵的催化剂和高温条件下,将二氧化碳转化为有用的燃料来获取能量。

为了利用这种浓度差的潜在能量,研究人员首先将二氧化碳气体和周围空气分别溶解于水性溶液容器中,这一过程被称为喷雾。在这个过程中,二氧化碳喷雾溶液形成碳酸氢根离子,从而具有较低的pH值。之后,研究人员在“流动单元”的两个通道分别注入这两种溶液,造成pH梯度,而两个通道安置相反的电极,通道间设有半多孔膜以防气体即时混合,同时允许离子通过。两种溶液之间的pH差让各种离子穿过膜,造成两电极之间的电压差,促使电子沿着连接电极的导线流动。当“流动单元”放电后,就可以打开通道让液体流动再次充电。

研究人员称,该成果的进一步改善在未来可能大有前途。

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