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会吸二氧化碳的电池!西湖大学王盼实验室开发新型有机储能材料
来源: | 作者:admin | 发布时间: 2023-09-20 | 507 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

进一步,研究人员测试了1,8-ESP的水系液流电池的性能,发现它具有一系列较为优越的表现。略过复杂的数据成绩单不提,概括来讲,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。

换言之,王盼实验室成功实现了对二氧化碳的高效高容量捕集。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。

新挑战:志在“碳闭环”的化学实验室

科学探索的魅力常常在于我们在“无心插柳”处,意外发现新的曙光,进而蔚然成荫。

正如先前提到的,设计、合成有机新材料、新化合物,并为它们找到不同的应用场景,是王盼实验室的主轴。早在2021年春节前后,在前一项关于高温水系有机液流电池的成果发表在了Joule杂志后,他们便启动了对1,8-ESP的合成研究。

显然,他们并不满足于仅仅用它来打造单一的储能系统,停留在自己研究“舒适区”,而是想让它更好地“发光发热”。文章共同一作之一、王盼实验室的博士生庞帅回忆说,他们为此与水系有机液流电池领域“鼻祖”、美国哈佛大学Michael J. Aziz博士取得了联系,也与擅长电池工程测试的国科大杭州高等研究院季云龙博士的团队形成了合作;在漂洋过海的联合研究与反复探索中,终于实现了电化学介导的高效低能耗二氧化碳捕集技术。

而在这两年多来,这个成立不过三年多的年轻实验室,展现出了西湖人最大的特点:敢想敢干。对材料的设计与合成的经验,对化学反应过程机理的探究,是他们的优势,从头搭建一个二氧化碳的吸收环境,是他们此前从未涉足过的领域,但不惧从零起步,实验室果断跨界寻求合作,与国内外最顶尖的实验室一起干。

成果来之不易,但对始终志在“更好”的科研人而言,每一次突破,都意味着下一个全新的开始。在1,8-ESP之后,王盼实验室已经走在寻找抗氧化能力更强的小分子的路上了。他们想要找到一种更理想的有机材料,希望能够以此为基础,可以直接从空气中高效捕获二氧化碳。王盼解释说:“正常空气中二氧化碳仅含量约400-500 ppm,但是氧气含量达到21%,所以它的抗氧化能力很重要。”

那么,捕捉到更多二氧化碳之后呢?又要释放到哪里去?这个化学实验室的终极目标,是打造二氧化碳循环利用的碳闭环。即清洁能源提供的能量,一方面可以进行电化学存储,另一方面可以为从空气中捕获二氧化碳(来源包括工厂废气、汽车尾气等,只要人类还在使用化石燃料,产生的二氧化碳就避无可避)捕获供能;然后,把这些二氧化碳当作为原料进行下一步的转化,产生附加值更高的化学品和清洁能源(比如生产甲醇、乙烯),由此实现良性循环……

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