Инженеры Университета Делавэра (UD) продемонстрировали способ эффективного улавливания 99% углекислого газа из воздуха с помощью новой электрохимической системы, работающей на водороде.
Это очень важный шаг в удалении CO2, который может приблизить рынок экологически чистых топливных элементов. Профессорская группа Юшань Ян только вчера опубликовал эту новую методику в энергии природы.
Технология топливных элементов с революционной эффективностью или механизм удаления CO2?
Топливные элементы используют химические вещества для выработки электроэнергии. Их можно использовать в автомобилях, с которыми они работают. водород или другой чистый источник энергии. Ян уже давно работает над улучшением топливных элементов с гидроксидообменной мембраной (HEM), которые являются экономически эффективным и экологически чистым решением.
Но есть проблема: топливные элементы HEM чрезвычайно чувствительны к CO2 в воздухе. По сути, углекислый газ затрудняет «дыхание» топливного элемента HEM, снижая его производительность и эффективность до 20%.
Как сделать? Это проблема, которая существует уже более 15 лет.
Есть очень важный положительный "побочный эффект"
Несколько лет назад исследователи поняли, что этот недостаток действительно может быть решением. Раствор для удаления углекислого газа.
«Когда мы лучше изучили механизм, мы поняли, что топливные элементы способны улавливать и удалять почти каждый кусочек углекислого газа, который в них попадает», — говорит он. Брайан Сетцлер, соавтор статьи.
Для топливного элемента это не очень хорошо, но для сепаратора углекислого газа может быть отлично.
«Мы обнаружили, что наш подход очень эффективен. Мы можем удалить 99% углекислого газа из воздуха всего за один шаг при правильной настройке», — сказал Ян.
Как они это делают?
Таким образом, ученым удалось включить источник энергии электрохимической технологии в разделительную мембрану. Пришлось внутренне «закоротить» устройство.
«Это было рискованно, но нам удалось управлять этим короткозамкнутым топливным элементом с помощью водорода. И используя эту электрически замкнутую внутреннюю мембрану, мы смогли исключить громоздкие компоненты, такие как биполярные пластины, токосъемники или любые электрические провода, которые обычно встречаются в блоке топливных элементов», — говорит он. Лин Ши, другой из авторов.
Результаты исследовательской группы показали, что электрохимическая ячейка размером 5 на 5 см (2 дюйма на 2 дюйма) может непрерывно удалять около 99% углекислого газа из воздуха со скоростью около двух литров в минуту. Ранний прототип спирального устройства размером с банку емкостью 33 мл (12 унций) способен фильтровать 10 литров воздуха в минуту и удалят 98% углекислого газа, говорят исследователи.
Возможные применения для удаления CO2
По словам Сетцлера, изобретение в настоящее время тестируется в небольших масштабах в лаборатории и будет масштабировано для применения в автомобилестроении. Устройство будет иметь очень малые размеры и может также использоваться для удаления CO2 в других местах, например, в самолетах и зданиях.
«У нас есть некоторые идеи относительно долгосрочной дорожной карты, которая действительно может помочь нам достичь этой цели», — сказал Сетцлер.
Скрещенные пальцы!
