ACS Catalysis综述 ：CO2捕获和浓缩的电化学方法

Nanoyu

2020-10-28

ACS Catalysis ：CO2捕获和浓缩的电化学方法

空气和烟气中低分压CO₂的碳捕获和浓缩是碳减排策略的关键步骤。对于基于亲核吸附剂的CO₂捕获，可通过化学吸收/吸附从稀流中选择性地捕获CO₂。在达到CO₂饱和容量后，通常通过温度或压力波动来再生吸附剂，并以浓缩态、高纯度的溶液或气态形式释放CO₂。然后再利用再生的贫CO₂吸附剂进一步捕集CO₂。总的来说，再生能源的损失、高昂的成本和活性吸附剂的损失是实现碳捕获技术广泛应用的主要障碍。而电化学介导的CO₂捕获和浓缩则被认为是克服这些障碍的有效解决方案。

有鉴于此，德国柏林工业大学Peter Strasser综述了用于碳捕获技术的能够捕获和释放亲电CO₂的电化学方法。

文章要点

1）作者首先阐明了CO₂捕集的原理（水性和负载型胺，水性和固体碱，

）以及现有技术的缺点，包括：组件的毒性，高温需要蒸汽或燃料以及循环能力/容量保持能力差。容量损失主要来自与烟气污染物和氧气的反应性，热降解和挥发性。

2）作者总结了通过电化学驱动CO₂捕获和释放的方法来用于捕获和浓缩CO₂的电化学方法，包括：i）用于直接捕获二氧化碳的有机氧化还原方法；ii）过渡金属（TM）氧化还原介导的二氧化碳捕获和释放，包括直接捕获和间接捕获/竞争捕获；iii）通过（碳酸氢盐）碳酸酯平衡显式调节pH值以捕获和释放CO₂。

3）作者最后展望并总结了电化学介导CO₂捕获的未来研究所面临的挑战。

Sara E. Renfrew, et al, Electrochemical Approaches toward CO₂ Capture and Concentration, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03639

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03639