10月2日消息,据EnergyNews.biz报道,一篇9月22日发表于Nature Energy的论文显示,包括美国特拉华大学清洁氢中心研究者在内团队开发的电池式直接空气捕集(DAC)装置在放大电堆上取得关键数据:由9片300平方厘米电极组成的电堆连续运行48小时,CO2捕集能耗为132 kJ/mol,折合每吨CO2约0.83 MWh;CO2通量达0.19 mol/平方米/小时,电堆压降满足300 Pa设计目标——风机送风能耗是各类DAC系统的主要成本项之一,低压降意味着辅助能耗可控。小型25平方厘米器件已累计运行5000小时验证耐久性。
该设计采用对称氢氧化镍电池结构,配氢氧根交换膜,正负电极使用同种材料,充放电循环分别完成CO2的捕集与释放。这种对称架构省去了传统电化学DAC中阴阳极材料差异化带来的制造与退化不对称问题。
按论文数据外推,一座年捕集100万吨CO2的工厂约需4900万个该规格电堆、95 MW连续电力——制造体量相当于一个电池产业的规模,且电力须为低碳来源,否则捕集的减排账不成立。能耗数据仅覆盖电堆本体,CO2压缩与调理入储环节还需额外用能。堆级长时耐久性(数千小时)、真实室外含尘湿度波动环境下的性能、以及独立全系统能耗核证,是从实验室里程碑走向中试的下一步考验。其低于100美元/吨的成本目标依赖学习率曲线外推,目前尚无建成工厂验证。
对碳捕集行业而言,电化学DAC路线此前受制于能耗与放大难题,该工作首次在数千瓦级电堆上给出可与胺法吸附对比的能耗基准(胺法再生能耗普遍折合0.6-1.7 MWh/吨量级),电化学路线已进入同一能耗区间,随着膜与电极工程优化仍有下降空间。氢氧化镍/氢氧根交换膜体系与碱性电解、液流电池产业链高度同源,具备借助电化学产业制造能力快速降本的潜力。
(来源:EnergyNews.biz)