中國儲能網訊：研究鋰空氣電池工作的科學家發(fā)現了一種獨特的方法來捕獲和儲存二氧化碳并使其遠離大氣層。研究人員利用一種用于鋰二氧化碳電池的設計，開發(fā)了一種從氣態(tài)二氧化碳中分離出固體碳塵的方法，同時也有可能利用相同的方法分離氧氣。
這是使用Li-CO2技術儲存能量和固定碳的流程圖。
由于二氧化碳對溫室效應和全球變暖有極大影響，將二氧化碳排放轉化為其他含碳化合物是最為理想的處理方式。例如從天然過程，將二氧化碳轉化為氧和糖的工藝，到人造的工藝，例如將二氧化碳注入到巖層中作為碳酸鹽礦物被捕獲。
“用于二氧化碳固定的大多數物理和化學途徑的問題是它們的產品是需要進一步液化或壓縮的氣體和液體，這將不可避免地導致額外的能源消耗和更多的二氧化碳排放。”資深作者Haoshen Zhou（來自日本國立先進工業(yè)科技研究院和中國南京大學）說道，“相反，我們正在研究產生固體碳產品的二氧化碳固定電化學策略，甚至可提供該過程所需能量的鋰二氧化碳電池?！?
研究人員試著為鋰二氧化碳電池原型充電時加入固定碳策略。與電池放電過程中完全再生的鋰離子和二氧化碳不同，如同可逆的Li-CO2電池一樣，碳酸鋰會分解產生額外的碳，使得未分離的氧氣會與電池電解液發(fā)生快速反應。通常，這種堆積會導致電池的物理降解并縮短其功能壽命，但固體碳的沉積具有其獨特的優(yōu)勢，標志著碳固定將成為穩(wěn)定且易于處理的方法。
《焦耳》的科學編輯Rahul Malik說：“這項工作最為特殊的是將三分之一的二氧化碳種類轉化為碳，其理論能效高于70％。電池結構是以一種不可預見但有趣的方式來觀察碳固定?！庇捎谠摲椒饶軐崿F碳固定，又能降低電池性能，但研究人員卻無法在單一設備中同時滿足這兩個目標。然而，通過在其設計中加入少量的釕金屬作為催化劑，它們就能夠避免大量的碳沉積并具有更好的可逆性，將它們的碳定影裝置轉化為功能性的Li-CO2電池。
碳固定和電池性能的另一個挑戰(zhàn)是從純二氧化碳環(huán)境轉移到空氣環(huán)境中，這種跳躍可能會處理大氣中的二氧化碳，并將逐步形成理論上強大但尚不穩(wěn)定的鋰空氣電池技術。周永康說，此項固定技術有可能也適用于從大氣中洗滌其他有害或污染的氣體，如一氧化碳，二氧化硫，一氧化氮和二氧化氮。
展望未來，研究人員也對其系統的潛力充滿信心，最終可能實現將二氧化碳轉化為純碳和氧氣的途徑。他們認為，“充電后氧氣的釋放加上固體碳的積累，將實現類似于光合作用的電化學二氧化碳固定策略。
