合著者Israel Temprano和Grace Mapstone。鸣谢:Gabriella Bocchetti的研究人员开发了一种低成本的设备，可以在充电时选择性地捕捉二氧化碳气体。然后，当它排放时，二氧化碳可以以受控的方式释放出来，并被收集起来重新利用或负责任地处理掉。这种超级电容器设备类似于可充电电池，大小为两便士硬币，部分由可持续材料制成，包括椰子壳和海水。
由剑桥大学的研究人员设计的超级电容器可以帮助以低得多的成本为碳捕获和存储技术提供动力。每年约有350亿公吨的二氧化碳被释放到大气中，迫切需要解决方案来消除这些排放并应对气候危机。目前最先进的碳捕获技术需要大量的能源，而且价格昂贵。
超级电容器由正负电荷两个电极组成。Trevor Binford在Ca mbridge完成硕士学位时领导的工作中，该团队尝试从负电压到正电压的交替，以延长之前实验的充电时间。这提高了超级电容器捕获碳的能力。
领导这项研究的剑桥大学Yusuf Hamied化学系的Alexander Forse博士说:“我们发现，通过缓慢改变极板之间的电流，我们可以捕获比以前多一倍的二氧化碳。”
“我们超级电容器的充电-放电过程可能比现在工业中使用的胺加热过程使用更少的能量，”Forse说。“我们的下一个问题将涉及研究二氧化碳捕获的精确机制并加以改进。那么这将是一个扩大规模的问题。”
用于在电化学测量过程中监控气体压力的超级电容摆动吸附装置的示意图。学分:纳米级(2022)。DOI: 10.1039/D2NR00748G该结果发表在《纳米尺度》杂志上。
超级电容器类似于可充电电池，但主要区别在于这两种设备如何储存电荷。电池使用化学反应来储存和释放电荷，而超级电容器不依赖于化学反应。而是依靠电极间电子的运动，所以降解时间更长，寿命更长。
合著者Grace Mapstone说:“权衡的结果是，超级电容器不能像电池一样储存那么多电荷，但对于碳捕获这样的事情，我们会优先考虑耐用性。”“最棒的是，用于制造超级电容器的材料既便宜又丰富。电极由碳制成，碳来自废弃的椰子壳。
“我们希望使用惰性材料，这些材料不会损害环境，并且我们不需要经常处理。例如，二氧化碳溶解到水基电解质中，而水基电解质基本上是海水。”
然而，这种超级电容器不会自发吸收二氧化碳:它必须充电才能吸收二氧化碳。当电极充电时，负极板吸入二氧化碳气体，同时忽略其他排放物，如氧气、氮气和水，这些排放物不会导致气候变化。使用这种方法，超级电容器既能捕获碳又能储存能量。
合著者Israel Temprano博士通过开发该设备的气体分析技术为该项目做出了贡献。该技术使用一个压力传感器，该传感器响应电化学装置中气体吸附的变化。Temprano的研究结果有助于缩小超级电容器吸收和释放二氧化碳的精确机制。理解这些机制、可能的损耗和退化的途径都是超级电容器可以扩大规模之前的必要条件。
“这一研究领域非常新，因此超级电容器内部的精确工作机制仍然未知，”Temprano说。
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