Nova baterija proždire ugljični dioksid prije nego što ikad dosegne atmosferu


Sve Vijesti

Litij-baterija može iskoristiti stakleničke plinove prije nego što ikad uđe u atmosferu.

Napisao David L. Chandler, MIT vijesti


Nova vrsta baterija koju su razvili istraživači s MIT-a mogla bi se djelomično napraviti od ugljičnog dioksida zarobljenog iz elektrana.

Trenutno elektrane opremljene sustavima za hvatanje ugljika uglavnom koriste do 30 posto električne energije koju generiraju samo za napajanje hvatanja, ispuštanja i skladištenja ugljičnog dioksida. Sve što može smanjiti troškove tog postupka hvatanja ili što može rezultirati krajnjim proizvodom koji ima vrijednost, moglo bi značajno promijeniti ekonomiju takvih sustava, kažu istraživači.

Umjesto da pokušava pretvoriti ugljični dioksid u specijalizirane kemikalije pomoću metalnih katalizatora, što je trenutno vrlo izazovno, ova bi baterija mogla kontinuirano pretvarati ugljični dioksid u čvrsti mineralni karbonat tijekom pražnjenja.

Nova formulacija baterija mogla bi otvoriti nove putove za prilagođavanje elektrokemijskih reakcija pretvorbe ugljičnog dioksida, što bi u konačnici moglo pomoći u smanjenju emisije stakleničkih plinova u atmosferu.

POVEZANO: Kad su liječnici prognozirali da se pacijenti u komi neće probuditi, AI se nije složio. Tada se probudilo svih 7 pacijenata.

Baterija je izrađena od litija, ugljika i elektrolita koji su istraživači dizajnirali. Nalazi su danas opisani u časopisuDžul, u radu docenta strojarstva Betar Gallant, doktoranda Alize Khurram i postdoktorata Mingfu He.


'Ugljični dioksid nije vrlo reaktivan', objašnjava Gallant, pa je 'važno pronaći nove reakcijske putove.' Općenito, jedini način da ugljični dioksid pokaže značajnu aktivnost u elektrokemijskim uvjetima je velik unos energije u obliku visokih napona, što može biti skup i neučinkovit proces. U idealnom slučaju, plin bi prošao kroz reakcije koje proizvode nešto vrijedno, poput korisne kemikalije ili goriva. Međutim, napori na elektrokemijskoj konverziji, koji se obično provode u vodi, i dalje ometaju visoki unosi energije i slaba selektivnost proizvedenih kemikalija.

VIŠE: Brana Hoover uskoro bi se mogla pretvoriti u 'divovsku bateriju' za obnovljivu energiju

Gallant i njezini suradnici, čija je stručnost povezana s nevodenim (ne na bazi vode) elektrokemijskim reakcijama poput onih koje su u osnovi baterija na litiju, proučavali su mogu li se kemija za hvatanje ugljičnog dioksida koristiti za stvaranje ugljičnog dioksida dioksidom nabijeni elektroliti - jedan od tri bitna dijela baterije - gdje bi se zarobljeni plin tada mogao koristiti tijekom pražnjenja baterije kako bi se osigurala izlazna snaga.

Ovaj se pristup razlikuje od ispuštanja ugljičnog dioksida natrag u plinsku fazu za dugotrajno skladištenje, kao što se sada koristi u hvatanju i oduzimanju ugljika.


Umjesto toga, ovaj je tim razvio novi pristup koji bi se potencijalno mogao koristiti upravo u toku otpada elektrane za izradu materijala za jedan od glavnih dijelova baterije.

IZGLED: Majušna vjetroagregat koja generira energiju iz balkona vašeg stana dobitnik je Dysonove nagrade

Iako je nedavno porastao interes za razvoj litij-ugljik-dioksidnih baterija, koje koriste plin kao reaktant tijekom pražnjenja, niska reaktivnost ugljičnog dioksida obično zahtijeva upotrebu metalnih katalizatora. Ne samo da su skupe, već je njihova funkcija i dalje slabo razumljiva, a reakcije je teško kontrolirati.

Uključivanjem plina u tekuće stanje, Gallant i njezini suradnici pronašli su način da postignu elektrokemijsku konverziju ugljičnog dioksida koristeći samo ugljikovu elektrodu. Ključno je prethodno aktivirati ugljični dioksid ugrađivanjem u otopinu amina.


'Ono što smo prvi put pokazali je da ova tehnika aktivira ugljični dioksid za lakšu elektrokemiju', kaže Gallant. 'Ove se dvije kemikalije - vodeni amini i nevodeni elektroliti u baterijama - obično ne koriste zajedno, ali otkrili smo da njihova kombinacija daje nova i zanimljiva ponašanja koja mogu povećati napon pražnjenja i omogućiti trajnu pretvorbu ugljičnog dioksida.'

Nizom eksperimenata pokazali su da ovaj pristup djeluje i da može proizvesti litij-ugljik-dioksidnu bateriju s naponom i kapacitetom koji su konkurentni onima najsuvremenijih litij-plinskih baterija. Štoviše, amin djeluje kao molekularni promotor koji se ne troši u reakciji.

PROVJERI: U ‘World First’ u Australiji su lansirani ultra-jeftini solarni paneli za ispis

Hvatanje ugljika smatra se ključnim za postizanje svjetskih ciljeva za smanjenje emisija stakleničkih plinova, ali još uvijek nisu dokazani dugoročni načini zbrinjavanja ili korištenja sav nastalog ugljičnog dioksida. Podzemno geološko odlaganje i dalje je vodeći kandidat, ali ovaj pristup ostaje pomalo nedokazan i može biti ograničen u svojoj mjeri. Također je potrebna dodatna energija za bušenje i pumpanje.


Istraživači također istražuju mogućnost razvoja verzije postupka s neprekidnim djelovanjem, koja bi koristila stalan tok ugljičnog dioksida pod pritiskom s aminskim materijalom, umjesto prethodno napunjenog opskrbe materijalom, što mu omogućava da daje stabilnu snagu izlaz sve dok je baterija opskrbljena ugljičnim dioksidom

U konačnici, nadaju se da će to pretvoriti u integrirani sustav koji će provesti i hvatanje ugljičnog dioksida iz toka emisije elektrane i njegovu pretvorbu u materijal koji bi se potom mogao koristiti u baterijama.

Pretiskano uz dopuštenje MIT vijesti - Fotografija TVA Cumberland Power Plant, CC licenca

Osnažite se pozitivno i podijelite otkriće sa svojim prijateljima