藍天與灰天的對比說明燃燒化石能源對環(huán)境的不利影響，而兩者之間二氧化碳(CO2)濃度的巨大差異提供了一種尚未開發(fā)的發(fā)電能源。近日，美國賓夕法尼亞州立大學的團隊研制出一種裝置，利用化石燃料發(fā)電廠排放的二氧化碳與環(huán)境空氣中二氧化碳的濃度差發(fā)電，可給電池充電。相關研究發(fā)表在最新一期美國《環(huán)境科學和技術》雜志上。
該裝置叫“流動單元”，工作原理是將二氧化碳排放物溶解于水性溶液中，利用其與環(huán)境空氣中的二氧化碳之間的濃度差發(fā)電。其產(chǎn)生的平均功率密度為0.82瓦/平方米，高于以前類似方法獲得值的近200倍。
研究人員克里斯托弗·戈爾斯基介紹，這項工作提供了一種更簡單的方式——捕獲二氧化碳這種排放物獲取能量，而現(xiàn)有技術是在昂貴的催化劑和高溫條件下，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的燃料來獲取能量。
為了利用這種濃度差的潛在能量，研究人員首先將二氧化碳氣體和周圍空氣分別溶解于水性溶液容器中，這一過程被稱為噴霧。在這個過程中，二氧化碳噴霧溶液形成碳酸氫根離子，從而具有較低的pH值。之后，研究人員在“流動單元”的兩個通道分別注入這兩種溶液，造成pH梯度，而兩個通道安置相反的電極，通道間設有半多孔膜以防氣體即時混合，同時允許離子通過。兩種溶液之間的pH差讓各種離子穿過膜，造成兩電極之間的電壓差，促使電子沿著連接電極的導線流動。當“流動單元”放電后，就可以打開通道讓液體流動再次充電。
研究人員稱，該成果的進一步改善在未來可能大有前途。
