超級(jí)電容器類似于可充電電池，但主要區(qū)別在于兩種設(shè)備存儲(chǔ)電荷的方式。電池使用化學(xué)反應(yīng)來(lái)存儲(chǔ)和釋放電荷，而超級(jí)電容器不依賴化學(xué)反應(yīng)。相反，它依賴于電極之間的電子運(yùn)動(dòng)，因此衰減需要更長(zhǎng)的時(shí)間，并且使用壽命更長(zhǎng)。

研究人員開(kāi)發(fā)了一種低成本裝置，可以在充電時(shí)選擇性地捕獲二氧化碳?xì)怏w。然后，這些二氧化碳可以以受控方式析出并收集起來(lái)以重復(fù)使用或負(fù)責(zé)任地處置。這種類似于可充電電池的超級(jí)電容器裝置只有兩便士硬幣大小，部分由椰子殼和海水等可持續(xù)材料制成。

研究人員設(shè)計(jì)的這種超級(jí)電容器可以幫助以更低的成本為碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)提供動(dòng)力。每年約有350億噸二氧化碳排放到大氣中，迫切需要解決方案來(lái)消除這些排放并應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)。目前最先進(jìn)的碳捕獲技術(shù)需要大量能源并且價(jià)格昂貴。

超級(jí)電容器由兩個(gè)帶正電荷和負(fù)電荷的電極組成。研究團(tuán)隊(duì)嘗試從負(fù)電壓交替到正電壓，以延長(zhǎng)之前實(shí)驗(yàn)的充電時(shí)間。這提高了超級(jí)電容器捕獲碳的能力。研究人員說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在板之間緩慢地交替電流，我們可以捕獲比以前多一倍的二氧化碳量。我們的超級(jí)電容器的充放電過(guò)程可能比現(xiàn)在工業(yè)中使用的胺加熱過(guò)程消耗更少的能量，我們的下一個(gè)問(wèn)題將涉及調(diào)查二氧化碳捕獲的精確機(jī)制并改進(jìn)它們?！?/span>

“超級(jí)電容器不能像電池那樣存儲(chǔ)盡可能多的電荷，但對(duì)于像碳捕獲這樣的東西，我們會(huì)優(yōu)先考慮耐用性，”研究者說(shuō)?！白詈玫牟糠质怯糜谥圃斐?jí)電容器的材料便宜且豐富。電極由碳制成，碳來(lái)自廢棄的椰子殼。”

“我們希望使用惰性材料，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，而且我們需要減少處理頻率。例如，二氧化碳會(huì)溶解成一種基本上類似于海水的水基電解質(zhì)?！?/span>

然而，這種超級(jí)電容器不會(huì)自發(fā)吸收二氧化碳：它必須充電才能吸收二氧化碳。當(dāng)電極充電時(shí)，負(fù)極板會(huì)吸入二氧化碳?xì)怏w，而忽略不會(huì)導(dǎo)致氣候變化的其他排放物，例如氧氣、氮?dú)夂退Ｊ褂眠@種方法，超級(jí)電容器既可以捕獲碳又可以儲(chǔ)存能量。

該技術(shù)使用壓力傳感器，該傳感器響應(yīng)電化學(xué)裝置中氣體吸附的變化。當(dāng)二氧化碳被吸收和釋放時(shí)，該技術(shù)有助于縮小超級(jí)電容器內(nèi)部發(fā)揮作用的精確機(jī)制。在這種超級(jí)電容器可以擴(kuò)大規(guī)模之前，了解這些機(jī)制、以及可能的損失和退化途徑都是必不可少的。這個(gè)研究領(lǐng)域非常新，因此超級(jí)電容器內(nèi)部的精確機(jī)制仍然未知。