Forskare vid US Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har utvecklat en ny batteriteknologi som inte bara lagrar förnybar energi men också fångar upp koldioxid från atmosfären.
Fångar koldioxid
Denna teknik, som använder sol- och vindenergi, bidrar till att minska klimatförändringarnas effekter genom att omvandla koldioxiden till fasta ämnen som kan användas i andra produkter.
Två nya batteriformuleringar
ORNL har tagit fram två olika batteriformuleringar som omvandlar koldioxidgas till en fast form. Den ena typen av batteri har bibehållit sin kapacitet under 600 timmars användning och kan lagra upp till 10 timmars elektricitet. Forskarna har även identifierat och övervunnit huvudutmaningen med kemisk uppbyggnad som tidigare hindrat den andra batteritypen.
Hur fungerar det?
Batterierna fungerar genom elektrokemiska reaktioner som flyttar joner mellan två elektroder via en elektrolyt. Dessa batterier, som är avsedda för energilagring på elnätet, behöver inte fungera som ett bärbar, sluten system, vilket möjliggjorde för forskarna att skapa och testa två typer av batterier som kunde omvandla CO2 från stationära, industriella källor. CO2 som genereras av exempelvis ett kraftverk kan pumpas genom en slang till den flytande elektrolyten, där gasbubblor omvandlas till ett fast pulver under batteridrift.
Vetenskapliga genombrott och utmaningar
Det ena batteriet kombinerar CO2 med natrium från saltvatten med hjälp av en billig järn-nickelkatalysator, medan det andra kombinerar gasen med aluminium. Båda metoderna använder rikliga material och en flytande elektrolyt i form av saltvatten, ibland blandat med andra kemikalier. Batterierna är säkrare än befintlig teknik eftersom deras elektroder är stabila i vatten, enligt ledande forskare Ruhul Amin.
Tidigare forskning om CO2-batterier har varit begränsad och har ofta återgenererat koldioxid, vilket fortsätter att bidra till växthusgaser i atmosfären. ORNL:s batterier släpper dock inte ut koldioxid; istället löses koldioxidprodukterna upp i den flytande elektrolyten och kan antingen kontinuerligt berika vätskan för att förbättra batteriets prestanda eller filtreras bort utan att störa batteriets funktion.
Framtidens möjligheter
Forskarna vid ORNL använde nästan helt nya materialkombinationer för dessa CO2-batterier. Denna nya design möjliggör potentiellt att batteriet fångar nästan dubbelt så mycket koldioxid som natrium-koldioxidbatteriet. Utmaningen för aluminium-koldioxidbatteriet är att skala upp det, men teamet kommer att fortsätta studera dess egenskaper systematiskt för att förlänga drifttiden och effektivisera koldioxidinfångningen.
Denna forskning är ett lovande steg mot att använda avancerad batteriteknik för att bekämpa klimatförändringarna, vilket kan revolutionera hur vi lagrar och använder energi samtidigt som vi minskar vår koldioxidpåverkan.
Källa: Science Daily