Ingenieure der University of Delaware (UD) haben einen Weg aufgezeigt, wie 99 % des Kohlendioxids mithilfe eines neuen wasserstoffbetriebenen elektrochemischen Systems effektiv aus der Luft abgeschieden werden können.
Dies ist ein sehr wichtiger Schritt zur Entfernung von CO2 und könnte den Markt für umweltfreundlichere Brennstoffzellen näher bringen. Gruppe des Professors Yushan Yan erst gestern veröffentlicht diese neue Technik in Naturenergie.
Brennstoffzellentechnologie mit revolutionärer Effizienz oder Mechanismus zur Entfernung von CO2?
Brennstoffzellen verwenden Chemikalien, um Strom zu erzeugen. Sie können in Autos verwendet werden, mit denen sie arbeiten Wasserstoff oder eine andere saubere Energiequelle. Yan arbeitet seit langem an der Verbesserung von Hydroxidaustauschmembran (HEM)-Brennstoffzellen, einer wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Lösung.
Doch es gibt ein Problem: HEM-Brennstoffzellen reagieren extrem empfindlich auf CO2 in der Luft. Im Wesentlichen erschwert Kohlendioxid einer HEM-Brennstoffzelle das „Atmen“ und verringert ihre Leistung und Effizienz um bis zu 20 %.
Wie macht man? Dieses Problem besteht seit über 15 Jahren.
Es gibt einen sehr wichtigen positiven "Nebeneffekt"
Vor einigen Jahren erkannten Forscher, dass dieser Nachteil tatsächlich eine Lösung sein könnte. Eine Lösung zur Entfernung von Kohlendioxid.
„Als wir den Mechanismus genauer untersuchten, stellten wir fest, dass Brennstoffzellen in der Lage waren, fast jedes Stück Kohlendioxid, das in sie eindrang, einzufangen und zu entfernen“, sagt er. Brian Setzler, Co-Autor des Artikels.
Das ist keine gute Sache für die Brennstoffzelle, aber für einen Kohlendioxid-Separator könnte es großartig sein.
„Wir haben festgestellt, dass unser Ansatz sehr effektiv ist. Wir können 99 % des Kohlendioxids aus der Luft entfernen in nur einem Schritt mit der richtigen Konfiguration “, sagte Yan.
Wie haben sie das gemacht?
Zusammenfassend ist es den Wissenschaftlern gelungen, die Energiequelle der elektrochemischen Technologie in die Trennmembran einzubetten. Das Gerät musste intern „kurzgeschlossen“ werden.
„Es war riskant, aber wir konnten diese kurzgeschlossene Brennstoffzelle über Wasserstoff steuern. Und durch die Verwendung dieser elektrisch kurzgeschlossenen inneren Membran konnten wir sperrige Komponenten wie Bipolarplatten, Stromkollektoren oder elektrische Drähte, die typischerweise in einem Brennstoffzellenstapel zu finden sind, eliminieren“, sagt er. Lin Shi, ein anderer der Autoren.
Die Ergebnisse des Forschungsteams zeigten, dass eine 5 cm x 5 cm (2 Zoll x 2 Zoll) große elektrochemische Zelle kontinuierlich etwa 99 % des in der Luft vorhandenen Kohlendioxids mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei Litern pro Minute entfernen kann. Ein früher Prototyp einer Spiralvorrichtung von der Größe einer 33-cl-Dose (12 Unzen) kann filtern 10 Liter Luft pro Minute und um 98 Prozent des Kohlendioxids zu entfernen, sagten die Forscher.
Mögliche Anwendungen zur Entfernung von CO2
Derzeit werde die Erfindung laut Setzler in kleinem Maßstab im Labor getestet und für eine automobile Anwendung skaliert. Das Gerät wäre sehr klein und könnte auch an anderer Stelle zur Entfernung von CO2 verwendet werden, beispielsweise in Flugzeugen und Gebäuden.
„Wir haben einige Ideen für eine langfristige Roadmap, die uns wirklich helfen kann, die Ziellinie zu erreichen“, sagte Setzler.
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