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Nat Comm:用于捕获和转化海洋生物中的二氧化碳的直接耦合电化学系统

Nat Comm:用于捕获和转化海洋生物中的二氧化碳的直接耦合电化学系统 科学材料站
2020-10-01
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导读:​本文报道了一种直接耦合的概念验证电化学系统。为了解决从海水中捕获二氧化碳过程中的问题,研究人员通过双极膜电渗析电池和蒸汽补给的CO2还原电池来捕获和转化海水中的CO2。这项工作提供了独特的技术途径,


文章信息

用于捕获和转化海洋生物中的二氧化碳的直接耦合电化学系统
第一作者:Ibadillah A. Digdaya
通讯作者:林蒙*,Harry A. Atwater*, Chengxiang Xiang*
单位:南方科技大学,加州理工学院

研究背景

随着大气中CO2浓度持续上升到创纪录的高水平,人为排放中的CO2捕集和转化正成为越来越重要的社会责任。来自大气层,海水和点源的CO2被认为是后续捕集和转化过程的主要原料。由于全球最大的1000个发电厂排放的化石燃料的CO2排放量占全球总量的20%以上,因此从点源(例如烟气)中捕获CO2一直是碳捕获和封存方法的重点。
但是,为了长期实现负排放,直接从空气或海水中捕获CO2可能会发挥更大的作用。自工业时代以来,世界海洋构成了最大的碳汇,吸收了约40%的人为二氧化碳,有效海水中的二氧化碳浓度为2.1 mmol kg-1或0.095 kg m-3,这是大气中二氧化碳的120倍。因此,从海水中捕获二氧化碳为全球除碳技术领域中的直接空气捕获(DAC)提供了另一种独特的方法。然而,从海水中捕获二氧化碳却遇到许多挑战。

文章简介

近日,南方科技大学林蒙教授与加州理工学院Harry A. Atwater,Chengxiang Xiang等合作。在国际顶级期刊nature communications上发表题为“A direct coupled electrochemical system for capture and conversion of CO2 from oceanwater”的研究工作。
本文报道了一种直接耦合的概念验证电化学系统。为了解决从海水中捕获二氧化碳过程中的问题,研究人员通过双极膜电渗析(BPMED)电池和蒸汽补给的CO2还原(CO2R)电池来捕获和转化海水中的CO2。这项工作提供了独特的技术途径,即仅通过仅电化学过程来捕获和转化海水。

本文要点

要点一:本文报道了一种直接耦合的概念验证电化学系统,该系统使用双极膜电渗析(BPMED)电池和蒸汽补给的CO2还原(CO2R)电池来捕获和转化海水中的CO2。BPMED电池用电极上的单电子可逆氧化还原对代替了常用的水分解反应。

要点二:同时,本文展示了不同的电化学能量消耗捕获CO2的能力,并对其CO2的捕获效率进行研究。计算结果表明,直接耦合的蒸汽供气CO2R电池将电化学CO2还原为CO的总法拉第效率高达95%。

要点三:概念验证系统提供了独特的技术途径,即仅通过仅电化学过程来捕获和转化海水。

文章链接

A direct coupled electrochemical system for capture and conversion of CO2 from oceanwater
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18232-y


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