混合Na-CO2系統示意圖 / Source: https://newatlas.com / Credit: UNIST

如果我們想要實現本世紀地球升溫不超過 1.5的目標,只減少二氧化碳排放量是不夠的,也需要積極減少大氣中既有的二氧化碳量。受到海洋,這個天然碳匯(carbon sink)的啟發,韓國蔚山國家科學技術研究所(Ulsan National Institute of Science and Technology , UNIST研究人員開發出一種吸收二氧化碳並產生電能和可用氫燃料的新系統。

效能良好

這套被稱為混合 Na-CO2 系統(Hybrid Na-CO2 System)的新設備是一種大型液體電池。將鈉金屬陽極置於有機電解質中,而將陰極置於水溶液中。兩種液體由鈉超離子導體(NASICON)膜分離。

將二氧化碳注入含水溶液電解質端時,會與陰極反應,使溶液更加酸性,從而產生電與氫氣。研究結果顯示,測試中的二氧化碳轉化效率為 50% ,系統穩定性足以運行超過 1,000 小時而不會對電極造成任何損害。與其他設計不同,它在正常運行期間未轉化的二氧化碳不會以氣體排出,而是生成普通的小蘇打,可從電解液中回收。

該研究的首席研究員金建泰教授(Guntae Kim,音譯)表示:「碳捕獲、利用和封存(Carbon capture, utilization, and sequestration, CCUS)技術,最近因為用於應對全球氣候變化而受到極大關注。該技術的關鍵是將化學性質穩定的二氧化碳分子轉換為其他物質。我們的新系統經由二氧化碳溶解機制解決了此問題。」

杯水車薪?

這種混合 Na-CO2 系統並非唯一的碳捕獲系統,但是這些技術是否能夠大規模應用仍待觀察。新創公司 Climeworks 直接將二氧化碳從空氣中捕獲的系統是目前發展最有前景的系統之一,但該系統每年僅消除 150 噸二氧化碳,相比每年釋放到大氣中的 400 億噸,猶如杯水車薪。

不過研究團隊表示,新設計的每個組件仍有改進的餘地。而該系統的副產品為可再生電力和氫氣,將可為氫汽車提供動力。

 

參考資料:

  1. Kim, C., Kim, J., Joo, S., Bu, Y., Liu, M., Cho, J., & Kim, G. (2018). Efficient CO2 Utilization via a Hybrid Na-CO2 System Based on CO2 Dissolution. IScience,9, 278-285. doi:10.1016/j.isci.2018.10.027
  2. Irving, M. (2019, January 22). Carbon capture system turns CO2 into electricity and hydrogen fuel. Retrieved January 27, 2019.
  3. http://www.climeworks.com/
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