aparatul este în esență o mare, specializate baterie care absoarbe dioxidul de carbon din aer (sau alte gaze flux) de trecere peste electrozi sale ca este acuzat în sus, și apoi elibereaza gazele fiind evacuate., În timpul funcționării, dispozitivul ar alterna pur și simplu între încărcare și descărcare, aerul proaspăt sau gazul de alimentare fiind suflat prin sistem în timpul ciclului de încărcare, iar apoi dioxidul de carbon pur și concentrat fiind suflat în timpul descărcării.pe măsură ce bateria se încarcă, o reacție electrochimică are loc la suprafața fiecărui teanc de electrozi. Acestea sunt acoperite cu un compus numit polyanthrachinone, care este compus cu nanotuburi de carbon., Electrozii au o afinitate naturală pentru dioxidul de carbon și reacționează ușor cu moleculele sale în fluxul de aer sau gazul de alimentare, chiar și atunci când este prezent la concentrații foarte scăzute. Reacția inversă are loc atunci când bateria este descărcată — în timpul căreia dispozitivul poate furniza o parte din puterea necesară întregului sistem — și în proces ejectează un flux de dioxid de carbon pur. Întregul sistem funcționează la temperatura camerei și presiunea normală a aerului.,”cel mai mare avantaj al acestei tehnologii față de majoritatea celorlalte tehnologii de captare a carbonului sau de absorbție a carbonului este natura binară a afinității adsorbantului față de dioxidul de carbon”, explică Voskian. Cu alte cuvinte, Materialul electrodului, prin natura sa, „are fie o afinitate ridicată, fie nici o afinitate”, în funcție de starea de încărcare sau descărcare a bateriei. Alte reacții utilizate pentru captarea carbonului necesită etape intermediare de prelucrare chimică sau intrarea de energie semnificativă, cum ar fi căldura sau diferențele de presiune.,”această afinitate binară permite captarea dioxidului de carbon din orice concentrație, inclusiv 400 de părți pe milion, și permite eliberarea acestuia în orice flux purtător, inclusiv 100% CO2″, spune Voskian. Adică, pe măsură ce orice gaz curge prin teancul acestor celule electrochimice plate, în timpul etapei de eliberare, dioxidul de carbon capturat va fi transportat împreună cu acesta. De exemplu, dacă produsul final dorit este dioxidul de carbon pur pentru a fi utilizat în carbonatarea băuturilor, atunci un flux de gaz pur poate fi suflat prin plăci., Gazul capturat este apoi eliberat din plăci și se alătură fluxului.în unele fabrici de îmbuteliere a băuturilor răcoritoare, combustibilul fosil este ars pentru a genera dioxidul de carbon necesar pentru a da băuturilor lor fizz. În mod similar, unii fermieri ard gaze naturale pentru a produce dioxid de carbon pentru a-și hrăni plantele în sere. Noul sistem ar putea elimina această nevoie de combustibili fosili în aceste aplicații, iar în acest proces, de fapt, scoateți gazul cu efect de seră din aer, spune Voskian., Alternativ, fluxul de dioxid de carbon pur ar putea fi comprimat și injectat subteran pentru eliminarea pe termen lung sau chiar transformat în combustibil printr-o serie de procese chimice și electrochimice.procesul pe care acest sistem îl folosește pentru captarea și eliberarea dioxidului de carbon „este revoluționar”, spune el. „Toate acestea sunt în condiții ambientale-nu este nevoie de intrare termică, sub presiune sau chimică. Doar aceste foi foarte subțiri, cu ambele suprafețe active, pot fi stivuite într-o cutie și conectate la o sursă de electricitate.,”în laboratoarele mele, ne-am străduit să dezvoltăm noi tehnologii pentru a aborda o serie de probleme de mediu care evită nevoia de surse de energie termică, modificări ale presiunii sistemului sau adăugarea de substanțe chimice pentru a finaliza ciclurile de separare și eliberare”, spune Hatton. „Această tehnologie de captare a dioxidului de carbon este o demonstrație clară a puterii abordărilor electrochimice care necesită doar mici oscilații de tensiune pentru a conduce separațiile.,”

într — o instalație de lucru — de exemplu, într-o centrală electrică în care gazele de eșapament sunt produse în mod continuu-două seturi de astfel de stive de celule electrochimice ar putea fi înființate una lângă alta pentru a funcționa în paralel, gazele de ardere fiind direcționate mai întâi către un set pentru captarea carbonului, apoi redirecționate către al doilea set, în timp ce primul set intră în ciclul său de descărcare. Alternând înainte și înapoi, sistemul ar putea fi întotdeauna atât captarea, cât și descărcarea gazului., În laborator, echipa a dovedit că sistemul poate rezista la cel puțin 7.000 de cicluri de încărcare-descărcare, cu o pierdere de eficiență de 30% în acest timp. Cercetatorii estimeaza ca acestea pot îmbunătăți cu ușurință că la 20.000 la 50.000 de cicluri.electrozii înșiși pot fi fabricați prin metode standard de prelucrare chimică. În timp ce astăzi acest lucru se face într-un cadru de laborator, acesta poate fi adaptat astfel încât, în cele din urmă, acestea să poată fi făcute în cantități mari printr-un proces de fabricație roll-to-roll similar cu o presă de ziar, spune Voskian., „Am dezvoltat tehnici foarte rentabile”, spune el, estimând că ar putea fi produs pentru ceva de genul zeci de dolari pe metru pătrat de electrod.comparativ cu alte tehnologii existente de captare a carbonului, acest sistem este destul de eficient din punct de vedere energetic, folosind aproximativ un gigajoule de energie pe tonă de dioxid de carbon captat, în mod constant. Alte metode existente au un consum de energie care variază între 1 și 10 gigajouli pe tonă, în funcție de concentrația de dioxid de carbon de intrare, spune Voskian.,cercetătorii au înființat o companie numită Verdox pentru a comercializa procesul și speră să dezvolte o instalație la scară pilot în următorii câțiva ani, spune el. Și sistemul este foarte ușor de extins, spune el: „dacă doriți mai multă capacitate, trebuie doar să faceți mai mulți electrozi.”

această lucrare a fost susținută de un grant MIT Energy Initiative Seed Fund și de Eni S. p. a.