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可捕获二氧化碳的电池 西湖大学开发新型有机储能材料
2023年09月20日 14:36:05
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4582
近日，西湖大学研究员王盼团队与哈佛大学博士Michael J. Aziz团队、中国科学院大学杭州高等研究院博士季云龙团队合作，开发了一类基于吩嗪衍生物的水溶性有机储能小分子，并提出了在水系有机液流电池充放电过程中实现电化学碳捕获一体化的方法。也就是说，基于一种新合成的小分子，他们开发了能够捕获与释放二氧化碳的水系液流电池。
【化工仪器网 项目成果】由于石油，煤炭等化石燃料的过度使用，大量的二氧化碳产生并不断积累，导致地球温度上升，产生温室效应，全球气候变暖。如果要将全球变暖限制在可接受的水平，二氧化碳捕获技术对于抵消难以减少的温室气体排放将是重要的。是否有一种方法，既能提高清洁可再生能源的利用率，又能同时捕捉与利用碳排放物？
近日，西湖大学研究员王盼团队与哈佛大学博士Michael J. Aziz团队、中国科学院大学杭州高等研究院博士季云龙团队合作，开发了一类基于吩嗪衍生物的水溶性有机储能小分子，并提出了在水系有机液流电池充放电过程中实现电化学碳捕获一体化的方法。也就是说，基于一种新合成的小分子，他们开发了能够捕获与释放二氧化碳的水系液流电池。
在前期研究工作中，研究团队发现吩嗪类有机小分子在充放电过程中，由于其独特的质子耦合氧化还原特性，会在水溶液中引起“pH摇摆”的现象。于是想到如何利用这一现象、借助液流电池系统来充当这位“碳捕手”。
团队成员根据不同功能及应用场景，开发了一系列吩嗪“家族”的新成员。其中，1,8-ESP具有一系列较为优越的表现。这个小分子及其发展而来的电池，具有“从酸到碱”都适宜的高水溶性、较好的二氧化碳捕获表现、较高的稳定性、良好的抗氧化性和较低的能量成本。
在实际运行过程中，以1,8-ESP为活性物质的电池体系，既可作为二氧化碳捕集系统，也可同时进行能量存储。该系统能够根据市场与实际需求，来进行储能与碳捕集的及时调整与响应，以获得最大经济效益。
相关成果A phenazine-based high-capacity and high-stability electrochemical CO2 capture cell with coupled electricity storage于近日发表在《nature energy (自然-能源)》上。
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