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劍橋大學(xué)教授Israel Temprano與PhD化學(xué)系學(xué)生Grace Mapstone共同參與一個(gè)項(xiàng)目，制造可以用天然材料捕獲二氧化碳的造超級(jí)電容器。這兩人合作撰寫了一篇論文，發(fā)表在《Nanoscale》雜志上。

研究人員希望這種低成本、環(huán)保的設(shè)備最終能夠擴(kuò)大規(guī)模，能夠參與更大規(guī)模的溫室氣體收集工作。

研究人員表示，他們已經(jīng)通過一些天然材料研發(fā)了一種低成本的類似電池的裝置，這種裝置可以通過收集空氣中的二氧化碳來達(dá)到環(huán)保目的。

劍橋大學(xué)（University of Cambridge）的團(tuán)隊(duì)制造了這種超級(jí)電容器，研究人員表示，這種電容器大小約為一便士，可以在充電時(shí)選擇性地捕獲二氧化碳?xì)怏w。氣體可以在受控的情況下放電時(shí)被釋放，或收集以重新使用或安全處置。

研究人員表示，他們將椰子殼與海水等天然材料作為電池設(shè)計(jì)的一部分，進(jìn)一步增強(qiáng)了電容器的可持續(xù)性。

化學(xué)系PhD學(xué)生Grace Mapstone與該項(xiàng)目的另一研究研究員在新聞稿中說：“我們希望使用惰性材料，這樣不會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害，并且也可以減少處理頻率。例如，二氧化碳可以溶解在基本上是海水的水基電解質(zhì)中。”

超級(jí)電容器的優(yōu)勢

超級(jí)電容器與電池的相似之處在于其存儲(chǔ)和放電能量，但通常其容量小于典型電池。

然而，這些超級(jí)電容器的優(yōu)勢依賴于電子的運(yùn)動(dòng)，而不是化學(xué)反應(yīng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)更長的壽命與更慢的降解速度。

Mapstone指出，這將有助于研究人員研發(fā)一種儲(chǔ)能裝置，可以通過低成本、容易獲得的材料來參與碳的捕獲。

她還在采訪中說：“對(duì)于碳捕獲這類的材料，我們優(yōu)先考慮耐久性。最好的是，用于制造超級(jí)電容器的材料是廉價(jià)且豐厚的。電極是由碳組成的，可以來自廢棄的椰子殼。”

系統(tǒng)是如何工作的

與電池相似，超級(jí)電容器由兩個(gè)電極組成，一面帶正電荷，另一面帶負(fù)電荷。為了延長其前代設(shè)備的充電時(shí)間，從而使其可以捕獲更多的碳，研究人員嘗試了從負(fù)電壓到正電壓的交替充電，這項(xiàng)研究由研究人員Trevor Binford領(lǐng)導(dǎo)，當(dāng)時(shí)他正在劍橋大學(xué)讀碩士學(xué)位。

領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)項(xiàng)目的劍橋大學(xué)優(yōu)素福·哈米德化學(xué)系（Cambridge’s Yusuf Hamied Department of Chemistry）教授Alexander Forse表示：“我們發(fā)現(xiàn)通過緩慢地改變兩個(gè)電極之間的電流，可以捕獲雙倍的二氧化碳。”

然而，超級(jí)電容器不能自發(fā)地吸收二氧化碳; 研究人員說，它只在充電時(shí)才會(huì)這樣做。這個(gè)過程是這樣的:當(dāng)電極充電時(shí)，負(fù)極吸收二氧化碳?xì)怏w，而忽略其他排放物，如氧氣、氮?dú)夂退?。他們說，通過這種方式，超級(jí)電容器既能捕獲碳又能存儲(chǔ)能量。。

可擴(kuò)展的未來

研究人員在《Nanoscale》上發(fā)表了研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)希望超級(jí)電容器可以成為大型設(shè)備的原型，從而可以每年捕獲釋放在大氣中近350億噸二氧化碳的一部分。

Forse表示，事實(shí)上，這是一個(gè)好的開始，超級(jí)電容器的充放電過程可能比目前工業(yè)上用于收集溫室氣體的胺加熱過程消耗更少的能量。

Forse還說：“下一研究領(lǐng)域?qū)⑸婕暗讲东@碳的精密裝置，如何改進(jìn)它們。這將是一個(gè)擴(kuò)大規(guī)模的問題。”

原標(biāo)題： 超級(jí)電容器在充電時(shí)吸收二氧化碳