新型的碳捕集形式实际上是在创造能源,而不是消耗能源

碳输出头

一种新形式的碳捕获可以解决最有效的技术版本所面临的主要问题之一:能源。无论是通过直接输入电力还是使用昂贵且精致的催化剂,碳捕获都往往给能源公司带来沉重负担,从而在没有法律要求的情况下限制了其潜在影响。现在,研究人员 已经创造出来了 可以隔离碳而无需昂贵的催化剂或电极材料的电化学电池,实际上 产生 电力。



电化学电池可以在两个方向运行:输入电力以驱动化学反应,或使用化学反应产生电。在这种情况下,我们想要的是废气中的化学物质(例如来自发电厂的化学物质)与固体中的任何CO2“隔离”的反应,同时推动电力生产。过去,可用于将CO2冷凝为固体的电化学电池使用了反应性电极材料(例如锂或钠),而另一端使用的是碳酸盐等不太有用的产品-这些应用中最有希望的是 一种发电厂所生的石灰石。



石灰石2

我们能否有一天用电厂的径流制造出甜美的哥特式建筑?



另一方面,这种新型电化学电池可生产工业上有用的草酸盐,这些草酸盐可出售给化工公司和制造公司。加上出售多余发电产生的利润,这些碳捕集钻机可以合理地收回成本。研究人员称,该电池每克捕获的碳可产生约13安培小时-或每公吨约1300万安培小时。这意味着一克碳可以产生足够的电量来为(非常重的)手机电池充电四甚至到 次。全球碳排放量以 千兆 ,因此有足够的动力。

这消除了碳从排放中固存的另一个主要问题:该过程的全名是CCS或碳捕获 和存储 。设计一个能将所有碳保持为固态或液态的燃煤电厂是很好的,但是这些固态或液态的固体仍必须去除 某处 。碳已经储存在大坑中,注入地下岩石中,甚至被倾倒在各种海底-但目前,仍然没有足够的负担得起的,充足的,对环境安全的场所来存放我们可能很快捕获的所有碳。



对于因碳捕获而产生的可销售产品,我们最终可能会将捕获的碳存储在乱丢我们商店和仓库货架的产品中。这听起来可能有些牵强,但请记住,您房屋中的所有木材都是由大气固定的碳制成的,二氧化碳是由树木从空气中吸出并制成我们主要的全球建筑材料。



碳捕集2

信用:康奈尔大学/ AAAS

最重要的是,该电池通过使用便宜且含量丰富的铝元素来实现这一目标,铝的反应性也比其他电极材料低。这不仅使铝基电池更便宜,而且使用起来更安全,发生灾难性故障的可能性也较小。但是,该系统中的电解质(通过允许分子在它们之间来回扩散)将阳极与阴极相连的液体对水极为敏感。工业过程,更不用说常规的旧空气了,常常充满水,因此对于许多应用,将需要进行更多的研究以开发出对水反应性较小的电解质。



气候数据图2

由Mann,Bradley和Hughes于1999年创建的具有争议性的“曲棍球棒”可视化的全球温度上升情况。

碳捕获本身并不能解决人类许多碳质问题。像这样的解决方案将碳从高度集中的环境中排放出来,但由于二氧化碳的浓度大大降低,因此无法从整个大气层中吸收大量的碳。最终,二氧化碳只是人类分子命中清单上相当长的清单的名字。碳捕获无助于滤除硫基化合物和其他温室气体。



我们将需要更好的能源形式,例如核能和太阳能,自然产生零碳排放的能源,并且需要直接从整个大气层中清除碳。