Schematisk illustration av Hybrid Na-CO2-system och dess reaktionsmekanism. Upphovsman:UNIST
En nyligen genomförd studie ansluten till UNIST har utvecklat ett system som producerar elektricitet och väte (H 2 ) samtidigt som koldioxid (CO 2 ), den största bidragsgivaren till den globala uppvärmningen. Detta genombrott har letts av professor Guntae Kim vid School of Energy and Chemical Engineering vid UNIST i samarbete med professor Jaephil Cho vid Institutionen för energiteknik och professor Meilin Liu vid School of Materials Science and Engineering vid Georgia Institute of Technology.
I det här arbetet, forskargruppen presenterade en hybrid Na-CO 2 system som kontinuerligt kan producera elektrisk energi och väte genom effektiv CO 2 konvertering med stabil drift för över 1, 000 timmar från spontan CO 2 upplösning i vattenlösning.
"Kolfångst, utnyttjande, och teknik för sekvestrering (CCUS) har nyligen fått stor uppmärksamhet för att ge en väg att hantera globala klimatförändringar, "säger professor Kim." Nyckeln till den tekniken är den enkla omvandlingen av kemiskt stabilt CO 2 molekyler till andra material. "Han tillägger, "Vårt nya system har löst detta problem med CO 2 upplösningsmekanism. "
En procentandel av mänskligt CO 2 utsläppen absorberas av havet och förvandlas till syra. Forskarna fokuserade på detta fenomen och kom på idén att smälta CO 2 i vatten för att inducera en elektrokemisk reaktion. Om surheten ökar, antalet protoner ökar, vilket i sin tur ökar kraften att attrahera elektroner. Ett batterisystem baserat på detta fenomen kan producera el genom att ta bort CO 2 .
Deras hybrid Na-CO 2 Systemet, precis som en bränslecell, består av en katod (natriummetall), separator (NASICON), och anod (katalysator). Till skillnad från andra batterier, katalysatorer finns i vatten och är anslutna med en ledning till en katod. När CO 2 injiceras i vattnet, reaktionen börjar, eliminera CO 2 och skapa el och H2. Omvandlingseffektiviteten för CO 2 är 50 procent.
"Denna hybrid Na-CO 2 cell, som antar effektiv CCUS -teknik, använder inte bara CO 2 som resurs för att generera elektrisk energi men också producerar en ren energikälla, väte, "säger Jeongwon Kim i Combined M.S/Ph.D. in Energy Engineering på UNIST, den första författaren för forskningen.
Detta system har visat stabilitet till den punkt där det fungerar i mer än 1, 000 timmar utan skador på elektroder. Systemet kan tillämpas för att ta bort CO 2 genom att inducera frivilliga kemiska reaktioner. "Denna forskning kommer att leda till mer härledd forskning, och kommer att kunna producera H 2 och elektricitet mer effektivt när elektrolyter, separator, systemdesign och elektrokatalysatorer förbättras, sa professor Kim.
