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可捕獲二氧化碳的電池 西湖大學開發新型有機儲能材料
2023年09月20日 14:36:05
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4590
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，他們開發了能夠捕獲與釋放二氧化碳的水系液流電池。
【化工儀器網 項目成果】由于石油，煤炭等化石燃料的過度使用，大量的二氧化碳產生并不斷積累，導致地球溫度上升，產生溫室效應，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，研究團隊發現吩嗪類有機小分子在充放電過程中，由于其獨特的質子耦合氧化還原特性，會在水溶液中引起“pH搖擺”的現象。于是想到如何利用這一現象、借助液流電池系統來充當這位“碳捕手”。
團隊成員根據不同功能及應用場景，開發了一系列吩嗪“家族”的新成員。其中，1,8-ESP具有一系列較為優越的表現。這個小分子及其發展而來的電池，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、較高的穩定性、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為活性物質的電池體系，既可作為二氧化碳捕集系統，也可同時進行能量存儲。該系統能夠根據市場與實際需求，來進行儲能與碳捕集的及時調整與響應，以獲得最大經濟效益。
相關成果A phenazine-based high-capacity and high-stability electrochemical CO2 capture cell with coupled electricity storage于近日發表在《nature energy (自然-能源)》上。
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