電池式裝置可去除空氣中二氧化碳

由聚合物電極組成的高效、模塊化裝置，可在一定濃度范圍內吸收CO2。據聯合國政府間氣候變化專門委員會IPCC報告，為防止全球變暖的影響，世界各國需大幅削減CO2排放，方法是從源頭捕獲CO2，甚至直接去除大氣（CO2超過400μg/g）中的CO2。研究人員希望新的節能高效的碳捕獲技術將有所幫助。這種緊湊的電池式系統，可消除汽車排氣管的碳排放，還可在較低CO2濃度（與大氣中的CO2濃度接近）下工作，并經過進一步完善后能直接從空氣中捕獲氣體。

目前，大規模的碳捕集依靠吸附劑材料吸收CO2，最常見的是水基胺溶液，但分離捕集CO2并重新生成胺需大量熱量。該技術還需龐大的設備，而這些設備很難整合到現有工廠，且僅適用于高濃度CO2的捕集。因此，研究人員和一些新興企業正在試驗更有效的吸附劑材料（如碳捕獲MOFs材料）及其他可降低碳捕獲成本的方法，但還沒有技術能按比例放大或縮小以適用于不同濃度和體積的CO2。

Voskian和T. Alan Hatton制造了一個電化學電池，可捕獲流過其薄而柔軟電極表面的氣體中的CO2。該電池的負極上涂有聚蒽醌和碳納米管的復合材料，正極上涂有聚乙烯二茂鐵—碳納米管混合物。Voskian稱，當電池充電時，電子會通過外部電路從二茂鐵傳輸到醌一側，還原態醌與CO2反應，形成碳酸鹽并將氣體摻入固體電極中。電池放電的逆反應則再生醌并釋放出CO2，這些CO2可以用另一種載氣流排出。這種電化學過程完全可逆，與胺洗不同，部分胺吸附劑會蒸發并在加熱釋放CO2時損失掉。操作時，電池會來回切換，在充電時煙氣或空氣通過，在放電時載氣吹入。

墨爾本大學的化學工程師Paul Webley認為，該系統最有前景之處在于其可擴展性。要將該系統的規模從容納轎車排氣管的小系統更改為適合大型化工廠的大系統，只需將更多模塊堆疊在一起即可。該系統仍需長期實地測試。

研究人員采用各種模擬工業廢氣對該設備進行了測試，這些氣體包含CO2、水蒸氣、氧氣、氮氣和其他污染物的混合物。該設備初始版吸收CO2濃度范圍為6 000～100 000μg/g。最初成果發表后，研究人員嘗試了一種新的聚合物共混物，其工作濃度為500μg/g，接近環境空氣中的CO2含量。經過7 000次循環工作后，部分聚合物遷移到了相反的電極上，電池失去了30%去除二氧化碳的能力。Voskian表示，麻省理工學院的研究小組正努力通過物理穩定聚合物來防止出現這種情況。截止目前，研究人員已經完成了10 m2的電極涂層和1 m2的原型設備。他們很快將開始采用卷對卷工藝，工業生產該設備，并計劃通過副產品Verdox將技術商業化。伍斯特理工學院化學工程師Jennifer L.Wilcox認為，由于這種方法僅依靠電力，因此有可能與可再生能源很好地結合在一起。例如，用于直接從空氣中捕獲二氧化碳的系統，可以由太陽能電池供電。