Lityum iyon karbon pil çıkıyor! Amerikalı bilim adamları: Atmosferik karbondioksiti güç kaynağına geri dönüştürün, ışığı görün
Bilimin sınırları dünyaya bakıyor
Günümüzde sera etkisi bizim için gittikçe daha ciddi hale geldi ve ortaya çıkan küresel iklim değişikliğinin dünya üzerinde çok büyük bir etkisi var. Atmosferdeki fazla karbondioksit gazı geri kazanılabilir ve insanlar tarafından sürekli kullanım için yakıt gibi bir ortam olarak kullanılabilirse, iki gözlü bir şey olacaktır. Son zamanlarda, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) bilim adamları, bu fikri gerçeğe dönüştürebilecek lityum pillere dayalı bir pil modeli önerdiler!
CO2, küresel ısınmanın ana nedenlerinden biri olarak kabul edilir.Sürdürülebilir kalkınmayı sürdürmek için sabit CO2'nin verimli ve çevre dostu bir şekilde geri kazanılması küresel bir zorluk haline gelmiştir. Geleneksel karbon yakalama ve depolama (CCS) sistemleri, karbondioksit emisyonlarının atmosfere girmesini önleyebilmesine ve atmosferik ısıyı artırmasına rağmen, kaçınılmaz olarak daha fazla enerji tüketme ve daha fazla CO2 üretme (fosil yakıt üretim kapasitesine bağlı olarak) sorunu yaşamaktadır.
2014 yılında yapılan bir araştırmada, CCS'nin elektrik santrallerinin enerji üretim kapasitesinin% 30'unu kullandığı ve sonuçta sadece yakalanan CO2'nin katı halde depolandığı ve yeniden kullanılmadığı tahmin edilmektedir.Enerji ve ekonomik yapı son derece mantıksızdır.
Son zamanlarda, MIT araştırma ekibi, elektrik santralinden karbondioksiti doğrudan emmek ve atık buharı pil elektrolitine dönüştürmek için lityum pil sistemine dayalı bir yöntem önerdi ve bu da belirli atılımlar sağladı.
Karbondioksit içindeki C atomu en yüksek oksidasyon durumundadır (+4 değerlik) ve çok inaktiftir.Bu nedenle, lityum-karbondioksit (Li-CO 2) pillerin çalışması genellikle değerli metal katalizi olmadan yapamaz. Massachusetts Institute of Technology'deki araştırmacılar, elektrokimyasal karbondioksitin, metal katalizörü olmayan yalnızca karbon elektrotları kullanarak dönüşümünü başarıyla gerçekleştirdiler.
Araştırmacılar, Li-CO 2 pil ve deşarj reaksiyonunda katalizörsüz karbon elektrot üzerinde doğrudan indirgenebilen bir redoks aktif maddesi elde etmek için Li + içeren organik elektrolite CO2 tutucu madde (alkil amin gibi) ekler. Katı faz Li2CO3 ana ürün olarak oluşur ve yüksek deşarj gerilimi ve yüksek deşarj kapasitesi ( > 1000 mAh / gc). Araştırmacılar, "Sulu aminler ve susuz elektrolitler genellikle birlikte kullanılamazlar, ancak bunların kombinasyonunun deşarj voltajını artırabilecek ve karbondioksiti dönüştürmeye devam edebilecek ilginç bir fenomen getirdiğini gördük" dedi.
Şu anda, bu batarya sistemi sadece 10 şarj-deşarj döngüsünü destekleyebilmektedir.Açıktır ki, ticari uygulama için hedefe ulaşmamıştır.Hala iyileştirme için yer vardır.Ancak, amin kemisorpsiyonuna dayalı CO2 yakalama ve dönüştürme işlemi, geleneksel yöntemlere kıyasla bariz avantajlara sahiptir. Rekabet gücü, CO2 yakalama kimyası ve susuz elektrokimya arasındaki ilk bağlantıdır ve bu, yüksek düzeyde seçici elektrokimyasal CO2 dönüşümü elde etmek için yeni bir yol açar.
Araştırmacılar, gelecekteki zorlukların, sürekli dönüşüm sağlamak ve daha yüksek güçte kapasiteyi artırmak için daha yüksek amin dönüşüm oranlarına sahip sistemler geliştirmeye odaklanacağına inanıyor. "Lityum iyon karbondioksit pillerin geliştirilmesi belki birkaç yıl sürecektir, ancak en azından bu ustaca, çevreci ve ekonomik yöntem bize şafağı verdi ...
Referans: CO2 Yakalama Kimyasının Dahil Edilmesi Yoluyla Li-CO2 Pillerdeki Deşarj Reaksiyonunun Özelleştirilmesi, Joule, 2018, doi: org / 10.1016 / j.joule.2018.09.002.
