科学探索|新型低成本电容器在充电时捕捉二氧化碳排放新型低成本电容器在充电时捕

研究人员已经开发出一种低成本的设备，可以在充电时选择性地捕获二氧化碳气体。然后，当它放电时，二氧化碳可以以一种可控的方式释放，并被收集起来重新使用或负责任地处理掉。
这种超级电容器装置类似于可充电电池，大约有25分之1大小，部分由可持续材料制成，包括椰子壳和海水。研究人员发现，通过在板块之间缓慢地交替电流，可以捕获比以前多一倍的二氧化碳。

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由剑桥大学的科学家设计的这种超级电容器可以更低的成本进行碳捕获和存储。每年约有350亿吨二氧化碳被释放到大气中，迫切需要解决方案来消除这些排放并解决气候危机。目前最先进的碳捕获技术相当昂贵，需要大量的能源。
超级电容器由正负电荷的两个电极组成。该团队尝试从负电压交替到正电压，以延长以前实验的充电时间。这改善了超级电容器捕获碳的能力。超级电容器与可充电电池相似，但主要区别在于这两种设备如何存储电荷。电池使用化学反应来存储和释放电荷，而超级电容器不依赖化学反应。相反，它依赖于电子在电极之间的运动，因此它需要更长的时间来降解，并具有更长的寿命。
这种超级电容器的充电-放电过程有可能比现在工业上使用的胺加热过程使用更少的能量。研究人员接下来的问题将涉及调查二氧化碳捕获的精确机制，并对其进行改进。用于制造超级电容器的材料是廉价和丰富的。电极是由碳制成的，它来自废弃的椰子壳。
然而，这种超级电容器不会自发地吸收二氧化碳：它必须充电才能吸进二氧化碳。当电极充电时，负极板会吸入二氧化碳气体，同时忽略其他排放物，如氧气、氮气和水，这些排放物不会对气候变化产生影响。使用这种方法，超级电容器既能捕获碳又能储存能量。
【科学探索|新型低成本电容器在充电时捕捉二氧化碳排放】该成果于2022年5月19日发表在《Nanoscale》杂志上。