麻省理工学院研发出可以清除火电厂排放二氧化碳的新型电池技术
发布日期：2018/10/10
麻省理工学院的一个研究团队日前推出了一种可以清除火力发电厂排放的二氧化碳的电池技术。这种锂基电池将二氧化碳吸收到名为2-乙氧基乙胺的水基胺中，然后将其与碳阴极和锂阳极一起使用的非水电解液混合。
电厂排放的二氧化碳可以转化为在电池阴极上积聚的固体矿物碳酸盐。因此，二氧化碳参与电池循环并转化为惰性材料，可以作为工业目的的碳源。
国际能源研究期刊Joule的一篇论文称，该研究可以“将二氧化碳捕集化学与非水电池结合起来，是一种设计和操纵二氧化碳转化反应的具有发展前途的方法。”
研究人员希望锂碳电池技术能够克服现有碳捕获系统的一个主要问题：它们需要大量的电能。
“目前，配备碳捕集系统的发电厂通常使用高达30％电力来捕获、释放和储二氧化碳。”麻省理工学院这个研究团队在一份新闻稿中表示。
新闻稿表示，其推出的电池电压和容量与最先进的锂电池相比具有竞争力。虽然这种电池需要经常进行二氧化碳补充，但胺会起到分子促进剂的作用，并且不会在电池反应中消耗。
麻省理工学院机械工程专业助理教授Betar Gallant与博士生Aliza Khurram、博士后Mingfu He一起进行了这项研究，他说这项技术可以采用两种方式：一种方法是将电解质加入便携式电池中，然后在其他地方使用，直到电解液耗尽为止。另一种方法是将电池安装发电厂中，可以连续地将二氧化碳吸收到其电解液中。
她说，除了吸收二氧化碳之外，该设备还可以帮助发电资产更有效地运作。
锂-二氧化碳电池并不是一个新概念，但它们的发展受到二氧化碳气体低反应性的阻碍。迄今为止的研究集中在使用昂贵的金属催化剂来产生反应。
但研究人员还没有弄清楚这些催化剂是如何工作的，这使得其反应难以控制。“研究人员仍在试图了解充电反应。”Gallant说。
她说，使用胺来激活电池中的二氧化碳会产生一种“更简单的电化学”。
Gallant说，“水性胺和非水电池电解质通常不能一起使用，但我们发现它们的组合带来了新收获，那就是可以增加放电电压，并允许持续转化二氧化碳。”
尽管如此，可以吸收二氧化碳的电池仍然不能商业化应用。例如，麻省理工学院这个电池原型只能循环充放电10次。“还有很多基础科学要做。”Gallant说。
其研究的关键步骤将包括改进技术和评估其经济可行性。
麻省理工学院研究小组还打算研究电池在实际情况下如何工作。
目前，这种电池仅使用纯净的二氧化碳进行测试。目前尚不清楚如何处理来自发电厂排放的具有大量杂质的气体。
Gallant说，在实现商业化之前进行所需的研究可能需要长达五年的时间。
调研机构Wood Mackenzie公司储能高级分析师Daniel Finn-Foley表示，这种电池如果推广应用，则必须在价格上达到传统锂离子电池标准。
“在实验室之外需要一些时间才能确定这种方法是否有必要这样做。”他说。
不过他补充说：“这项技术的一个长期优势是加利福尼亚新的100%清洁能源法案。捕获和隔离排放物可能是一种用于达到100％清洁能源而不是可再生能源的方法，随着更多间歇性资源在电网中采用，电池储能需求量很大。”
来源：中国储能网
