近年來(lái)，作為一種前景廣闊的替代方案，電化學(xué)碳捕集技術(shù)因能夠利用可再生清潔電力、無(wú)須升降溫操作而備受關(guān)注。然而，該技術(shù)在實(shí)際應用中存在過(guò)程不穩定、難以大規模推廣等一系列挑戰，特別是在含氧氣源如空氣或煙氣中，電化學(xué)系統的穩定性往往難以保證，反應過(guò)程中的氧副反應和電極退化等限制了長(cháng)期有效運行。
研究團隊提出了一種全新的低能耗電化學(xué)碳捕集策略。其核心在于將傳統的單步電化學(xué)反應轉化為電化學(xué)-化學(xué)相耦合的“雙步反應”過(guò)程，通過(guò)在陰極和陽(yáng)極上分別進(jìn)行氫氣析出反應和有機還原載體的氧化反應，巧妙調節電解液的酸堿性，從而實(shí)現低能耗、高效的二氧化碳捕集過(guò)程。
這種“雙步反應”策略避免了氧氣對系統的干擾，顯著(zhù)提升了系統的穩定性和持續性。實(shí)驗結果表明，該技術(shù)能夠在200小時(shí)內穩定運行，且捕集每噸二氧化碳的能耗僅為1.12千兆焦耳，展示出在低能耗、高效碳捕集方面的巨大潛力。
此外，研究團隊還成功研制出全球首套日處理煙氣1500升的電化學(xué)碳捕集原理樣機，并進(jìn)行了放大演示。樣機實(shí)現了每日生成高純二氧化碳0.4千克、穩定運行超72小時(shí)的技術(shù)突破，進(jìn)一步驗證了該方法在大規模減碳應用中的可行性。
這一研究成果為全球減碳目標提供了全新技術(shù)支撐。隨著(zhù)這項技術(shù)的不斷優(yōu)化和進(jìn)一步發(fā)展，有望推動(dòng)低能耗、高穩定的碳捕集技術(shù)商業(yè)化應用，助力產(chǎn)業(yè)升級，邁向負碳未來(lái)。
