来自美国太平洋西北国家实验室的研究人员报告了开发一种新型电化学氢循环系统，用于去除CO2来自海水。他们的发现已在线发布在《期刊》上ACS能量信。
学习：低成本CO的电化学氢循环系统2从海水捕获。图片来源：David Prado Perucha/Shutterstock.com
通过碳捕获来解决气候变化
如果到2050年要实现零净气候排放目标，就需要迅速脱碳，以解决人为气候变化的最坏影响。在过去的几十年中，可再生能源产生技术已开始替代传统的化石燃料电站，从而减少了正在产生的新碳排放量。但是，这些技术并不能解决旧碳污染。
近年来，人们越来越关注碳捕获和存储技术，以从环境中去除碳。与常规化石燃料发电厂和水泥厂相关的碳捕获和储存技术提供了令人鼓舞的结果。从大气中消除传统碳排放并将其存储在地下存储等地点的系统可能会在未来发挥越来越多的作用。
另一种选择是从海水中恢复二氧化碳。海洋包含浓度升高的CO2与大气相比（高约140倍），世界上的海洋拥有大部分天然碳固换能力。一种从海洋中去除这种气候变化物质的工业规模捕获解决方案，每年有可能清除和隔离数十亿吨二氧化碳。
从海水隔离碳
开发碳捕获和储存技术以从海水中删除和隔离二氧化碳面临一些挑战。资本和运营的成本，用于海水碳捕获和储存量很高。除此之外，还有生态考虑，系统的设计要求它们承受海水腐蚀的破坏。
可再生能源产生是缓解人为气候变化的另一种关键技术策略，由于工业规模的安装以及技术和材料的快速进步，一直在稳步降低发电成本。欧洲杯足球竞彩这导致人们对碳捕获和存储系统的电化学方法的兴趣增加。
最近研究中探索的两种主要电化学方法是电解阳离子交换模块和双极膜电透析。两种方法都涉及将溶解的盐分裂为酸和碱。酸与碳酸氢盐和碳酸盐在海水中反应，并通过与溶解的无机碳反应，它们产生CO2，，然后恢复并隔离。然后将弱基溶液放回环境中。
尽管这些技术很有希望，但由于所需的高细胞电压造成的高运营成本限制了其工业规模的部署。此外，这两个系统都需要由于氧气进化反应而使用贵金属氧化物催化剂。这些催化剂是资源有限且昂贵的。他们无法充分与电解竞争氢的产生。一些研究报告了改善的双极膜电透析系统，但是这些系统仍然很复杂且运行昂贵。
研究
这项研究采用了一种新颖的方法，可以通过电化学方法直接从海水中提取二氧化碳。该技术基于传统的电透析单元，可提供OH-和质子在两个电极处的氢和氧化和进化反应的帮助下分裂。作者将提出的系统称为EHL流动池，该系统代表电化学氢循环。
在系统中，氢是在正电极下生成的，然后将其循环回负电极。这使其成为质子的来源。拟议系统的理论细胞电压低于0.48 V的常规电化学方法，该方法解决了这些技术的问题。与传统的双极膜电透析方法相比，EHL流动细胞的能量低56％。
每个氢分子通过氢氧化释放两个质子。然后将它们通过质子交换膜运输，与HCO反应3-和co32-离子，产生酸化的海水和二氧化碳，然后收集。然后在阴极生产的氢气流回阳极，形成闭环系统，以补偿氧化反应期间氢消耗。然后放电弱的基础溶液。
作者在各种条件下分析了EHL流动细胞的性能。与其他技术相比，研究中提出的新型系统具有轻微的工作条件，从而可以使用廉价的组件。
该研究表明，从海水捕获碳捕获的下一代流动池的发展。由于系统中的氢进化反应，可以使用更多丰富和低成本的催化剂。此外，流动单元具有缩放电位，可以部署在集中式或模块化部署中。它的自我维持功能为广泛使用提供了成本优势。
来自AZOM的更多信息：通过近场红外光谱识别硫中毒
进一步阅读
Yan，L等。（2022）低成本CO的电化学氢循环系统2从海水捕获ACS Energy Lett。7页，1947- 1952年[在线] Pubs.acs.org。可用网址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00396
免责声明：此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点，不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。