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可捕獲二氧化碳的電池 西湖大學開發(fā)新型有機儲能材料
2023年09月20日 14:36:05
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：4620
近日，西湖大學研究員王盼團隊與哈佛大學博士Michael J. Aziz團隊、中國科學院大學杭州高等研究院博士季云龍團隊合作，開發(fā)了一類基于吩嗪衍生物的水溶性有機儲能小分子，并提出了在水系有機液流電池充放電過程中實現(xiàn)電化學碳捕獲一體化的方法。也就是說，基于一種新合成的小分子，他們開發(fā)了能夠捕獲與釋放二氧化碳的水系液流電池。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】由于石油，煤炭等化石燃料的過度使用，大量的二氧化碳產(chǎn)生并不斷積累，導致地球溫度上升，產(chǎn)生溫室效應，全球氣候變暖。如果要將全球變暖限制在可接受的水平，二氧化碳捕獲技術對于抵消難以減少的溫室氣體排放將是重要的。是否有一種方法，既能提高清潔可再生能源的利用率，又能同時捕捉與利用碳排放物？
近日，西湖大學研究員王盼團隊與哈佛大學博士Michael J. Aziz團隊、中國科學院大學杭州高等研究院博士季云龍團隊合作，開發(fā)了一類基于吩嗪衍生物的水溶性有機儲能小分子，并提出了在水系有機液流電池充放電過程中實現(xiàn)電化學碳捕獲一體化的方法。也就是說，基于一種新合成的小分子，他們開發(fā)了能夠捕獲與釋放二氧化碳的水系液流電池。
在前期研究工作中，研究團隊發(fā)現(xiàn)吩嗪類有機小分子在充放電過程中，由于其獨特的質(zhì)子耦合氧化還原特性，會在水溶液中引起“pH搖擺”的現(xiàn)象。于是想到如何利用這一現(xiàn)象、借助液流電池系統(tǒng)來充當這位“碳捕手”。
團隊成員根據(jù)不同功能及應用場景，開發(fā)了一系列吩嗪“家族”的新成員。其中，1,8-ESP具有一系列較為優(yōu)越的表現(xiàn)。這個小分子及其發(fā)展而來的電池，具有“從酸到堿”都適宜的高水溶性、較好的二氧化碳捕獲表現(xiàn)、較高的穩(wěn)定性、良好的抗氧化性和較低的能量成本。
在實際運行過程中，以1,8-ESP為活性物質(zhì)的電池體系，既可作為二氧化碳捕集系統(tǒng)，也可同時進行能量存儲。該系統(tǒng)能夠根據(jù)市場與實際需求，來進行儲能與碳捕集的及時調(diào)整與響應，以獲得最大經(jīng)濟效益。
相關成果A phenazine-based high-capacity and high-stability electrochemical CO2 capture cell with coupled electricity storage于近日發(fā)表在《nature energy (自然-能源)》上。
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