新方法可从空气中高效分离二氧化碳

麻省理工学院的研究人员开发了一种新方法，可以在常温常压下有效地将二氧化碳从空气等混合气体中分离出来。这种方法有望成为未来应对气候变化的重要工具。

该研究小组在最新一期《美国能源与环境科学杂志》上报道称，他们最近开发了一种大型专用电池设备，充电时可以从流经电极的气体中吸收二氧化碳，放电时释放出纯二氧化碳气体。分离出的二氧化碳可用于碳酸饮料发泡、温室蔬菜施肥等，甚至可通过一系列化学过程制成燃料。

研究人员说，吸收和释放二氧化碳的过程是基于电极表面的电化学反应。电池装置中的电极表面覆盖有由聚蒽醌和碳纳米管组成的特殊材料，因此该电极具有二氧化碳亲和力。整个系统可以在常温常压下工作，可以去除混合气体中任何浓度的二氧化碳，并且仍然适用于空气中浓度仅为约400ppm(ppm是百万分之一)的二氧化碳。

研究人员表示，在系统中捕获和释放二氧化碳的过程是“革命性的”，并展示了电化学方法在去除温室气体方面的强大功能。

"这项技术最大的优点是吸附剂对二氧化碳的亲和力是二元的."参与这项研究的麻省理工学院博士后萨赫·瓦斯基安(Sahag Waskian)解释说，根据电池的充电和放电状态，电极材料对二氧化碳具有高亲和力或没有亲和力，而许多其他碳捕获反应需要一些中间化学处理步骤或大量能量输入。

据介绍，新方法能有效提高碳捕获效率，捕获1吨二氧化碳消耗约1千兆焦耳的能量。相比之下，其他现有方法需要1千兆焦耳至10千兆焦耳的能量来捕获1吨二氧化碳，这取决于处理气体中二氧化碳的浓度。

该研究团队通过实验证明，他们开发的新装置可以完成至少7000次“吸收-释放”二氧化碳的充放电循环，在此期间，碳捕获效率仅降低约30%。接下来，该团队计划将该设备的充电和放电周期增加到20，000到50，000倍，并希望在未来几年实现工业应用。