Разработанный исследователями из Кембриджского университета суперконденсатор может помочь в технологиях улавливания и хранения углерода при гораздо меньших затратах.
Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 35 миллиардов метрических тонн CO2, и срочно необходимы решения для устранения этих выбросов и преодоления климатического кризиса. Самые передовые технологии улавливания углерода в настоящее время требуют огромных затрат энергии и являются дорогостоящими.
Устройство суперконденсатора, похожее на перезаряжаемую батарею, имеет размер монеты в два пенса и может быть частично изготовлено из экологически чистых материалов, включая скорлупу кокосовых орехов (некоторые части ожно сделать из отходов от них).
Суперконденсатор состоит из двух электродов положительного и отрицательного заряда. Он похож на перезаряжаемую батарею, но коренное различие заключается в том, как эти два устройства накапливают заряд. Аккумулятор использует химические реакции для хранения и высвобождения заряда, тогда как суперконденсатор не зависит от химических реакций. Вместо этого он основан на движении электронов между электродами, поэтому он дольше разлагается и имеет более длительный срок службы. Иными словами, аккумулятор запасает много энергии, но служит недолго, а суперконденсатор запасает меньше, но служит дольше.
Однако этот суперконденсатор не поглощает СО₂ спонтанно: он должен одновременно заряжаться, чтобы делать это. Когда электроды заряжаются, отрицательная пластина всасывает углекислый газ, игнорируя другие выбросы, такие как кислород, азот и вода, которые не способствуют изменению климата. Используя этот метод, суперконденсатор улавливает углерод и сохраняет энергию. Во время разрядки же газ постепенно высвообождается.
Модификации
- В работе под руководством Тревора Бинфорда во время получения степени магистра в Кембридже команда пыталась чередовать отрицательное напряжение с положительным, чтобы увеличить время зарядки по сравнению с предыдущими экспериментами. Это несколько улучшило способность суперконденсатора улавливать углерод (но сделало этот процесс сложнее).
«Мы обнаружили, что, медленно чередуя ток между пластинами, мы можем захватить вдвое больше CO2, чем раньше»
– Александр Форс из Кембриджского химического факультета имени Юсуфа Хамида, руководитель исследования.
- Соавтор, доктор Исраэль Темпрано, внес свой вклад в проект, разработав метод газового анализа для устройства. В методике используется датчик давления, реагирующий на изменение адсорбции газа в электрохимическом устройстве. Результаты работы Темпрано помогают сконструировать точный механизм, действующий внутри суперконденсатора, когда CO2 поглощается и выделяется. Понимание этих механизмов, возможных потерь и путей деградации необходимо, прежде чем можно будет масштабировать суперконденсатор.
#НАУКА #новости мира #новОсти #инженерия #электронные компоненты #суперконденсатор #экологичность #экология #углекислый газ