廢CO2可能是動力源

荷蘭科學家想出了一種從化石燃料發電廠煙囪中排出的二氧化碳的新用途:收集它以產生更多的電力。

他們認為,他們可以將二氧化碳泵入水或其他液體中,產生電子流,產生更多的電力。 發電廠在燃燒煤炭、石油或天然氣時每年釋放 12 億噸二氧化碳; 家庭和商業供熱廠另外釋放 11 億噸。

他們認為,這足以每年額外產生 1,750 太瓦時的電力:大約是美國胡佛水壩發電量的 400 倍,而且所有這些都不會向大氣中增加額外的二氧化碳。 因此,一個發電週期產生的廢氣可以立即用於向電網輸送另一股電力。

他們在美國化學會出版的《環境科學與技術快報》期刊上提出了這一主張,該主張基於漢弗萊·戴維爵士和邁克爾·法拉第爵士首創的 200 年前的技術:電解。

從廢物中獲取能量

推理背後有一個簡單的命題,即每個化學事件都涉及一些能量交換。 在溶液中,這種能量運動涉及電子和遷移到陽離子或陰離子電極的離子。 在兩種不同溶液的混合中,最終混合物的能量含量低於兩種原始溶液的總和:由於能量不能被創造或破壞,因此必須有一些能量可供開發。


內在自我訂閱圖形


荷蘭Wetsus 卓越水中心的伯特·哈默勒斯(Bert Hamelers) 和瓦赫寧根大學的同事報告說,他們使用多孔電極並將二氧化碳沖入水中以獲得電流:氣體與水反應生成碳酸,從而產生碳酸。電解液中的氫離子變成正離子,碳酸氫鹽HCO3負離子。 隨著溶液的 pH 值升高,碳酸氫鹽變成簡單的碳酸鹽,且 CO2 壓力越高,溶液中離子的增加就越大。

在實驗中,他們發現,當他們用空氣和二氧化碳交替沖洗多孔電極之間的水性電解質時,電力供應開始建立。 由於來自化石燃料發電廠煙囪的空氣中含有高達 2% 的二氧化碳,因此排放物也代​​表產生更多電力的潛力。

他們發現,如果使用單乙醇胺電解質取代水溶液,可以獲得更多電力。 在實驗中,這可提供每平方公尺 4.5 mW 的能量密度。

諷刺的是,這種電能已經可以在發電站煙囪的頂部獲得,因為溫室氣體「溶液」釋放到空氣中後,會立即與空氣中不同強度的溶液混合。

當然,沒有人有辦法直接獲得這種能量,但實驗室中的一項老式電極實驗表明,每天都有大量的潛在能量以意想不到的方式流失。

石墨烯電池

將溫室氣體排放轉化為更多的電力需要巨額投資和大量的工程創新,但這類研究提醒人們,世界各地的科學家都在尋找巧妙的新方法來為地球提供動力。

澳洲莫納什大學的材料工程師丹李(Dan Li)在《科學》雜誌上報道說,他和他的團隊開發了一種基於石墨烯的超級電容器,該電容器結構緊湊,可以快速充電,但使用壽命與傳統鉛酸電池一樣長。電池。

這意味著它可用於儲存再生能源、為便攜式電子產品供電或驅動電動車。 石墨烯是一種新的神奇材料,是石墨或碳的變體,組織成只有一個原子厚的層。 “它幾乎處於從實驗室轉向商業開發的階段”,李說。

來自陽光和水的能量

在同一本雜誌上,美國科羅拉多大學博爾德分校的一個團隊報告說,他們有一種技術可以聚集太陽光,並用它來將水分解成氫和氧的成分:這兩者的結合為氫提供了能量燃料電池已經開始為許多城市的公共交通提供動力。

Boulder 技術採用高聳的鏡子陣列,聚焦在一個點上,將金屬氧化物反應器加熱到 1,350°C,並建立一系列原子級事件,從蒸汽中捕獲氧原子,釋放氫分子。

“用陽光分解水是可持續氫經濟的聖杯”,博爾德研究小組負責人艾倫·韋默說。 但商業化可能還需要數年時間。 “由於天然氣價格如此之低,沒有動力燃燒清潔能源。” – 氣候新聞網