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低能耗電化學碳捕集新策略！
2025年01月03日 22:54:43
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4521
日前，中國工程院院士、深圳大學深地科學與綠色能源研究院院長謝和平團隊提出低能耗電化學碳捕集新策略，有望推動低能耗、高穩(wěn)定碳捕集技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用。
電化學碳捕集技術(shù)因能夠利用可再生清潔電力、無須升降溫操作而備受關(guān)注。然而，該技術(shù)在實際應(yīng)用中存在過程不穩(wěn)定、難以大規(guī)模推廣等一系列挑戰(zhàn)，特別是在含氧氣源如空氣或煙氣中，電化學系統(tǒng)的穩(wěn)定性往往難以保證，反應(yīng)過程中的氧副反應(yīng)和電極退化等限制了長期有效運行。
日前，中國工程院院士、深圳大學深地科學與綠色能源研究院院長謝和平團隊提出低能耗電化學碳捕集新策略，有望推動低能耗、高穩(wěn)定碳捕集技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用。
研究團隊提出了一種全新的低能耗電化學碳捕集策略。謝和平團隊將傳統(tǒng)單步電化學反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為電化學-化學相耦合雙步反應(yīng)過程，通過在陰極和陽極上分別進行氫氣析出反應(yīng)和有機還原載體的氧化反應(yīng)，調(diào)節(jié)電解液酸堿性，從而實現(xiàn)低能耗、高效的碳捕集過程。
該過程即為“雙步反應(yīng)”，“雙步反應(yīng)”策略避免了氧氣對系統(tǒng)的干擾，顯著提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)能夠在200小時內(nèi)穩(wěn)定運行，且捕集每噸二氧化碳的能耗僅為1.12千兆焦耳，展示出在低能耗、高效碳捕集方面的巨大潛力。
此外，該團隊在該研究中還成功研制出全球首套日處理煙氣1500升電化學碳捕集原理樣機，并成功進行放大演示。該樣機實現(xiàn)每日生成高純二氧化碳0.4千克，穩(wěn)定運行超72小時的技術(shù)突破，進一步驗證了該方法在放大規(guī)模減碳應(yīng)用中的可行性。
這一研究成果為全球減碳目標提供了全新技術(shù)支撐。隨著這項技術(shù)的不斷優(yōu)化和進一步發(fā)展，有望推動低能耗、高穩(wěn)定的碳捕集技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用，助力產(chǎn)業(yè)升級，邁向負碳未來。
相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然-通訊》。
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