抵抗氣候變遷新利器,MIT 碳捕獲系統可吸收各種濃度二氧化碳

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 29 日 18:54 | 分類 手機 , 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly


全球大氣層碳濃度逐漸增加,更在今年五月創人類史新高突破到 415ppm,對此美國麻省理工學院(MIT)或許已經研發出抑制碳排放利器,新型碳捕獲系統能吸收各種濃度的二氧化碳,有望直接從大氣中擷取二氧化碳。

在麻省理工的設計中,新系統的工作原理跟大型的電池雷同,團隊首先在電極上附塗奈米碳管化合物聚蒽醌(polyanthraquinone),並製作出許許多多電極,每個電極之間都有小空隙提供氣體通過。

而麻省理工獨門的電極具有高度二氧化碳親和力,碳低濃度也能運作,因此當電池充電時,每個電極表面都可以發生電化學反應,讓二氧化碳分子吸附在電極上。研究主要作者 Sahag Voskian 表示,系統可以捕獲任何濃度的二氧化碳,其中範圍就包括 400ppm。

當電池充電池,電極會開始吸收二氧化碳,吸收過量也可以反向運作,將二氧化碳從電極分離開來,釋放出純凈、穩定二氧化碳至另一儲存腔,最後提供給工廠使用,其中二氧化碳有很多再利用途徑,能用在食品冷凍、滅火器、乾冰、工業或是汽水。

過去的碳吸收系統只能截取工廠煙囪等的高濃度,也得消耗許多能量,依據不同二氧化碳濃度大約消耗 10 億到 100 億焦耳的能量,相較之下,麻省理工的新利器可以在常溫、常壓下進行,也只要 10  億焦耳即可,顯然具有較高的能源效率。

至於製作方法與成本,Voskian 指出,目前團隊採用標準化學方法來製造電極,雖然都還僅於實驗室階段,但未來可以加以調整,最終達成大規模的卷對卷(R2R)製程,預估電極生產成本約為每平方公尺幾十美元。

研究團隊認為可以在工廠裝設兩組二氧化碳捕獲系統,首先用第一組吸收工廠排方的二氧化碳,轉移到第二組後,第一組電池再進入循環,最後達成同時捕獲碳與排放純碳。進一步實驗後,研究團隊也發現,系統可進行 7 千次的充放電循環,效率僅下降 30%,未來則有機會將循環提升至 5 萬次。

而研究人員也已經成立衍生企業 Verdox,希望未來能將研發成果商品化,並在幾年後開設先導工廠,對此 Voskian 樂觀看待,他表示若要擴大規模,只要製造更多電極即可。目前研究已發表在《Energy and Environmental Science》。

(首圖來源:麻省理工

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