Nova litijska baterija puni se usisavanjem CO2 iz atmosfere
Ovakva nam je baterija hitno potrebna!
Svijet se suočava s ozbiljnim problemima povezanim s CO2 emisijama, ali genijalan i potencijalno isplativ način rješavanja viška CO2 mogao bi osigurati sredstva za razvoj budućih baterijskih tehnologija
Negativan utjecaj rastućih CO2 emisija na okoliš naglašava potrebu za inovativnim pristupima upravljanju CO2, koji su ključni ne samo za razvoj tehnologija ublažavanja za rješavanje izazova održivosti, već i za povećanje našeg znanstvenog razumijevanja reaktivnosti CO2 u različitim sredinama.
Znanstvenici su godinama proučavali načine hvatanja ugljika i njegova skladištenja (eng. Carbon Capture and Storage, CCS). Tri glavne komponente CCS procesa su: hvatanje, transport i skladištenje (zbrinjavanje). Potencijalne metode zbrinjavanja uključuju injektiranje u podzemne geološke formacije, injektiranje u dubine oceana ili industrijsko vezanje u anorganske karbonate.
Prema znanstvenicima s MIT-a, problem s konvencionalnim sustavima hvatanja i skladištenja jest taj da, iako su dobri u sprječavanju emisija CO2 u atmosferu i borbi protiv klimatskih promjena, energetski su vrlo zahtjevni i uključuju primjenu vrlo skupih tehnologija, pa tako elektrane s izdvajanjem i komprimiranjem CO2 trebaju oko 10-40 % više energije nego elektrane bez izdvajanja, ovisno o primijenjenom sustavu. Međutim, s novim načinom ugljikova skladištenja otvara se čitav niz prednosti nad već postojećim sustavima te se otvara prostor mogućnosti njegova pretvorbe u druge vrste materijala, ali i u čista goriva.
U svrhu traženja inovativnih načina za korištenje emitiranog CO2, tim znanstvenika s MIT-a dizajnirao je baterijski sustav na bazi litija koji izravno koristi emitirani CO2 iz elektrana, pretvarajući pritom otpadni tok ugljikova dioksida u (CO2-napunjen) elektrolit – jedan od tri glavna dijela baterija.
Upotreba baterija bez metalnog katalizatora
Da bi funkcionirale, litij-CO2 baterije obično zahtijevaju i primjenu nekog metalnog katalizatora jer ugljikov dioksid nije dovoljno reaktivan. Problem je u tome što metalni katalizatori mogu biti vrlo skupi, a uključujuće kemijske reakcije teško je kontrolirati. Da bi se riješio navedeni problem, znanstveni tim vođen inženjerom strojarstva Better Gallantom, postigao je elektrokemijsku pretvorbu ugljikovog dioksida bez upotrebe metalnog katalizatora, koristeći samo ugljikovu elektrodu. Odgovor se krije u posredovanom procesu hvatanja i konverzije CO2 koja se temelji na kemisorpciji amina (npr. 2-etoksietilamina), koji osigurava novi elektrolitni sustav za olakšavanje reakcija ispuštanja elektrona u Li-CO2 baterijama.
Dosadašnja istraživanja još nisu spremna za komercijalnu upotrebu, ali istraživanja pokazuju da je aminska tehnika konkurentna drugim metodama za razvoj litij-plinskih baterija, iako postoje određena područja za poboljšanja.
Zaustavljanje emisija CO2 i njegovo pretvaranje u koristan proizvod
Sustav baterija je trenutno ograničen na 10 ciklusa punjenja i pražnjenja, što predstavlja ozbiljno ograničenje koje će se morati drastično povećati ako se litij-ugljikove baterije planiraju koristiti za bilo koju ozbiljnu svrhu.
„Budući izazovi uključuju razvoj sustava s većom aminskom pretvorbom kemijske u električnu energiju u svrhu približavanja kontinuiranom radu ili dugotrajnom životnom ciklusu te da bi se povećao kapacitet ostvariv pri većim snagama“, navode autori u svom radu.
U konačnici, autori studije priznaju da će biti potrebno mnogo vremena prije nego što se ova vrsta baterijske tehnologije počne primjenjivati za napajanje onih stvari koje ljudi svakodnevno koriste u životu.
„Litij-CO2 baterije su još godinama daleko, ali ako barem možemo pretvoriti CO2 u nešto poput ovih baterija, to je jedan od načina da zaustavimo njegove emisije i pretvorimo ih u koristan proizvod“, dodao je Gallant.
Klara Perović / Ekovjesnik