低成本无膜捕集技术实现90%碳去除率

新型液流电池在储能同时捕获二氧化碳，将脱碳与可再生能源电网支持相结合。

碳捕集技术刚刚变得更经济、更高效。

休斯顿大学研究团队宣布两项重大突破，可大幅降低有害碳排放的捕集成本。这些发现有望推动碳捕集技术普及，为大规模遏制温室气体排放提供现实可能性。

由卡伦工程学院Mim Rahimi教授领导的研究团队认为，这些创新标志着全球气候变化斗争进入新阶段。"我们开展这项研究的根本目的就是缓解气候变化，"Rahimi表示，"我们需要解决方案，更希望成为解决方案的一部分。二氧化碳排放是最大元凶，消除这些排放是最直接的突破口。"

二合一创新

发表于《自然-通讯》的首项突破聚焦胺基二氧化碳捕集技术 —— 当前工业领域最广泛应用的方法。传统电化学系统依赖昂贵的离子交换膜，导致成本攀升且可靠性降低。

休斯顿团队通过设计气体扩散电极取代离子交换膜破解了这一难题。这个看似简单的调整产生了决定性影响：不仅简化流程、降低能耗，更实现了超过90%的碳去除效率。研究人员指出，这比传统电化学介导胺再生（EMAR）方法的效率提升近50%。

关键的是，该系统捕集二氧化碳的成本约为每吨70美元，与当今最先进的胺洗涤技术处于同一水平。研究第一作者、博士生Ahmad Hassan称这项突破"具有颠覆性意义"："通过移除膜组件及相关硬件，我们优化了EMAR工作流程并显著降低能耗。这为现有工业排气系统改装紧凑型低成本碳捕集模块打开了大门。"

但团队并未止步于此。发表于《环境科学与技术工程》并获封面推荐的第二项突破，解决了另一个重大挑战：如何将碳捕集与可再生能源存储相结合。博士生Mohsen Afshari开发出钒液流电池系统，既能吸收二氧化碳又能稳定电网。

在该系统中，二氧化碳在充电时被捕获，放电时被释放，而钒化学物质确保了循环稳定性和强大捕集能力。"将碳捕集直接集成到液流电池中，使我们能用单一设备解决两个难题，"Afshari解释道。

这项技术意义重大。碳去除与可再生能源存储的结合，可使发电厂和其他大型排放源在削减排放的同时，平衡间歇性太阳能和风能发电。这种双功能系统将降低成本，提升气候技术对犹豫采用企业的吸引力。

"两项成果体现了我们团队对基础电化学创新和实际应用的共同追求，"Rahimi强调，"从无膜系统到可扩展的流体系系统，我们正在为难以减排领域的脱碳探索路径，助力低碳经济转型。"

随着碳捕集成本下降和效率提升，休斯顿大学团队相信这两项创新将加速全球发电厂、炼油厂和工业基地的碳捕集部署。

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