南方科技大学&天津大学Nature Commun：电催化-热催化串联空气捕碳合成CH4

纳米技术

2024-10-17

直接空气捕碳（DAC）和制备甲烷之间的结合具有直接从空气制备燃料化学品的前景，有鉴于此，天津大学邓帅教授、南方科技大学林蒙助理教授等报道电化学-热化学结合的器件，能够直接从空气作为原料制备CH₄。

这种电化学-热化学装置将CO₂和H₂在一侧通过双极膜电解的方式冷凝，这种方法能够避免使用单独的水电解槽，之后使用电化学甲烷化组件制备CH₄。

本文要点

（1）

H₂能够起到CO₂抽取作用，避免使用泵压处理。体系的能耗和技术-经济分析结果说明，与单独的组件相比，DAC组件的能量减少37.8 %，成本降低36.6 %。生产CH₄的成本因此能够降低12.6 %。

（2）

验证性的实验结果显示产生CO₂和H₂的能耗分别为704.0 kJ mol^-1和967.4 kJ mol^-1，CO₂的甲烷化能够达到97.3 %，生产CH₄的能量为5206.4 kJ mol^-1，说明这项技术是具有前景的空气制备燃料技术路线。

参考文献

Huang, Y., Xu, D., Deng, S. et al. A hybrid electro-thermochemical device for methane production from the air. Nat Commun 15, 8935 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-53336-9

https://www.nature.com/articles/s41467-024-53336-9