行业背景:二氧化碳作为温室气体长期被视为碳中和实现过程中需要被解决的难题,2022年,中国科学家通过电催化结合生物合成的方式利用二氧化碳,成功将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,进一步利用微生物合成了葡萄糖和脂肪酸,而在2024年,有研究团队建造了能够吸收二氧化碳进行发电的纳米发电机。
技术思路:这种纳米发电机由两部分组成:工业上用于吸收二氧化碳的聚胺凝胶和只有几个原子厚的硝酸硼骨架。这两种材料可产生正离子和负离子,只要使正离子比负离子更大就能产生扩散电流,因为不同尺寸的离子会以不同的速度移动,然后将该电流放大就能够为电子设备供电。
图9:二氧化碳纳米发电机。(来源:昆士兰大学)
澳大利亚昆士兰大学的研究团队将聚胺凝胶和硝酸硼骨架嵌入到水凝胶中,水凝胶被切成4厘米的圆盘和小矩形,并在充满二氧化碳的密封盒中进行测试。最终,发电机原型成功发出电信号,并收集到了二氧化碳气体本身携带的总能量的约1%。
未来应用:二氧化碳发电机的出现成功使温室气体成为了一种新的资源,前景非常广阔,不仅可以用在手机或笔记本电脑等便携式设备上,为其提供长时间的续航,也可将这项技术与工业二氧化碳捕获过程相结合进行大规模的发电,助力可持续发展。
技术突破性:★★☆☆☆
商业化进展:★☆☆☆☆