二氧化碳巧變“能源”為電池充電

藍(lán)天與灰天的對(duì)比說(shuō)明燃燒化石能源對(duì)環(huán)境的不利影響，而兩者之間二氧化碳濃度的巨大差異提供了一種尚未開(kāi)發(fā)的發(fā)電能源。近日，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的團(tuán)隊(duì)研制出一種裝置，利用化石燃料發(fā)電廠排放的二氧化碳與環(huán)境空氣中二氧化碳的濃度差發(fā)電，可給電池充電。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期美國(guó)《環(huán)境科學(xué)和技術(shù)》雜志上。

該裝置叫“流動(dòng)單元”，工作原理是將二氧化碳排放物溶解于水性溶液中，利用其與環(huán)境空氣中的二氧化碳之間的濃度差發(fā)電。其產(chǎn)生的平均功率密度為0.82W/m2，高于以前類似方法獲得值的近200倍。

研究人員克里斯托弗·戈?duì)査够榻B，這項(xiàng)工作提供了一種更簡(jiǎn)單的方式捕獲二氧化碳這種排放物獲取能量，而現(xiàn)有技術(shù)是在昂貴的催化劑和高溫條件下，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的燃料來(lái)獲取能量。

為了利用這種濃度差的潛在能量，研究人員首先將二氧化碳?xì)怏w和周圍空氣分別溶解于水性溶液容器中，這一過(guò)程被稱為噴霧。在這個(gè)過(guò)程中，二氧化碳噴霧溶液形成碳酸氫根離子，從而具有較低的pH值。之后，研究人員在“流動(dòng)單元”的兩個(gè)通道分別注入這兩種溶液，造成pH梯度，而兩個(gè)通道安置相反的電極，通道間設(shè)有半多孔膜以防氣體即時(shí)混合，同時(shí)允許離子通過(guò)。兩種溶液之間的pH差讓各種離子穿過(guò)膜，造成兩電極之間的電壓差，促使電子沿著連接電極的導(dǎo)線流動(dòng)。當(dāng)“流動(dòng)單元”放電后，就可以打開(kāi)通道讓液體流動(dòng)再次充電。

研究人員稱，該成果的進(jìn)一步改善在未來(lái)可能大有前途。