碳捕获装置可能为环保燃料电池铺平道路

据特拉华大学的开发人员称，这项“改变游戏规则”的技术是二氧化碳捕获的重大进步，可以使更环保的燃料电池更接近市场。

化学与生物分子工程系主任严玉山教授一直致力于改进氢氧根交换膜(HEM)燃料电池，这是一种经济且环保的传统酸基燃料电池的替代品。

但是HEM燃料电池最近还没有上路的原因是它们对空气中的二氧化碳很敏感。这一缺陷会迅速降低燃料电池的性能和效率，最多可降低20%，使燃料电池不比汽油发动机好。

几年前，研究人员发现这一缺点可能是一种解决方案——去除二氧化碳。

化学和生物分子工程研究助理教授布莱恩·塞茨勒(Brian Setzler)说:“一旦我们深入研究其机理，我们就意识到燃料电池几乎捕获了进入它们体内的每一点二氧化碳，而且它们很擅长将二氧化碳分离到另一边。”

虽然这对燃料电池来说并不理想，但研究小组知道，如果他们可以在燃料电池堆上游的单独设备中利用这种内置的“自净化”过程，他们就可以把它变成二氧化碳分离器。

“事实证明，我们的方法非常有效。如果我们有正确的设计和配置，我们可以一次捕获空气中99%的二氧化碳。”严解释道。

为此，他们在分离膜中嵌入了电化学技术的电源。这种方法涉及到设备内部短路。

“我们通过氢来控制这种短路的燃料电池。通过使用这种内部电短膜，我们可以摆脱笨重的组件，如双极板，电流收集器或任何通常在燃料电池堆中发现的电线，”Yan小组的博士候选人林石说。

研究小组的结果表明，一个2英寸乘2英寸(5cm x 5cm)的电化学电池可以持续去除空气中99%的二氧化碳，流速约为每分钟2升。

研究人员说，一个小型碳酸饮料罐大小的早期原型螺旋装置每分钟能过滤10升空气，过滤掉98%的二氧化碳。

Setzer说，如果应用在汽车上，该装置的大小大约是一加仑牛奶(4升)的大小，但该装置也可以在其他地方去除二氧化碳。例如，这项获得ud专利的技术可以使航天器或潜艇上的二氧化碳去除装置更轻、更高效，因为持续过滤是至关重要的。

Shi表示，由于电化学系统是由氢驱动的，随着氢经济的发展，这种电化学装置也可以用于需要空气再循环的飞机和建筑中，作为一种节能措施。