Ta nowa technologia baterii litowych ładuje się samodzielnie pobierając dwutlenek węgla

Wszyscy doskonale wiedzą, że świat ma poważny problem z dwutlenkiem węgla. Jednak genialny i bardzo opłacalny pomysł może okazać się sposobem radzenia sobie z nadwyżką CO2.

CSS

Według naukowców z MIT konwencjonalne systemy wychwytywania i pochłaniania dwutlenku węgla (CSS) mają znaczącą wadę – choć rzeczywiście są dobre w zapobieganiu przedostawania się CO2 do atmosfery, wymagają ogromnych nakładów energii.

Szacunkowe badanie z 2014 roku wykazuje, ze CSS zużywa do 30 procent mocy produkcyjnej elektrowni, a na koniec system mimo wszystko przechowuje dwutlenek węgla w postaci stałej, więc jego przeznaczenie się nie zmienia.

Naukowcy od lat próbowali opracować metodę wychwytywania węgla i składowania go pod ziemią, a nawet w oceanie. Jednak nowy system oferuje ogromną przewagę nad wysiłkami i okazuje się być technologią przyszłości.

Ta nowa technologia baterii litowych ładuje się samodzielnie pobierając dwutlenek węgla
Udostępnij

Technologia jutra

Odrębna gałąź nauki analizuje sposoby przekształcania dwutlenku węgla w inne rodzaje materiałów, które później mogłyby zostać wykorzystane jako realne źródło energii. Według wielu opinii jest to najlepszy sposób radzenia sobie z problemem. Preferowana strategia wydaje się jednak trudna do wypełnienia.

Zespół z MIT postanowił do sprawy podjeść nieco inaczej i stworzył system baterii na bazie litu, który wchłania dwutlenek węgla bezpośrednio z wnętrza elektrowni. W ten sposób odpady zostają przekształcone w elektrolit z dodatkiem dwutlenku węgla, czyli jedną z trzech głównych części baterii.

Litowe akumulatory z dodatkiem dwutlenku węgla zwykle wymagają katalizatorów metalowych, gdyż CO2 nie jest szczególnie responsywny. Problem jednak polega na tym, że takie katalizatory mogą być bardzo drogie w stosunku do źródła, a sama reakcja chemiczna trudna do kontrolowania.

Ta nowa technologia baterii litowych ładuje się samodzielnie pobierając dwutlenek węgla
Udostępnij

Nowa generacja baterii

Oczywiście podjęto próbę obejścia problemów, które miały miejsce w poprzedniej wersji. Zespół pod kierownictwem inżyniera mechaniki Betara Gallanta dokonał konwersji elektrochemicznej dwutlenku węgla bez użycia metalowego katalizatora. Wykorzystano jedynie węglową elektrodę.

Wystarczyło użycie dwutlenku węgla w stanie ciekłym i połączenie go z roztworem aminy. Taka metoda skutecznie aktywuje CO2, jest jednak znacznie łatwiejsza.

Ta nowa technologia baterii litowych ładuje się samodzielnie pobierając dwutlenek węgla
Udostępnij

Te dwie metody chemiczne – wodne aminy i niewodne elektrolity akumulatorów – nie są zwykle używane razem, ale stwierdziliśmy, że takie połączenie może skutkować nowym i interesującym zachowaniem, które umożliwi zwiększenie napięcia i trwałą konwersję dwutlenku węgla.

Poprawki

Choć wiele rzeczy wymaga poprawy i dalszych badań, pierwsze eksperymenty są bardzo obiecujące. Pokazują, że technika aminowa jest bardzo konkurencyjna w stosunku do innych metod. Jeśli chodzi o komercyjne wykorzystanie, na to musimy jeszcze trochę poczekać.

Obecny system wciąż jest ograniczony do 10 cykli ładowania, konieczne więc jest zwiększenie trybu pracy, by poprawić wydajność, a sam akumulator był w stanie funkcjonować w trybie ciągłym. Minie trochę czasu zanim technologia wejdzie do użytku codziennego, jest to bez wątpienia coś, czego potrzebujemy.

Fotografie: pubs.rsc.org, news.mit.edu, cell.com, sciencedirect.com