將氣態二氧化碳轉化為有價值的化合物的電化學電池可以利用包括下一代先進核反應堆在內的高溫技術。該電池是由美國能源部愛達荷州國家實驗室(INL)的科學家開發的。

INL研究人員Meng Li(持有質子陶瓷電化學電池)，Bin Hua和Dong Ding(圖片：INL)

由INL實驗室指導研究與開發計劃資助的項目開發的質子陶瓷電化學電池，可促進化學反應，將捕獲的二氧化碳轉化為一氧化碳或甲烷，這些化合物是許多工業過程或產品的重要前體。

該電池使用易于傳導質子(氫原子)的陶瓷材料，質子(氫原子)由簡單的分子(例如水)提供。然后，這些質子與二氧化碳在電化學反應中結合，生成一氧化碳或甲烷。由高級科學家董鼎帶領的INL團隊表明，可以對陶瓷材料的表面進行微調，使其對一氧化碳或甲烷生產的前體具有選擇性。

丁說，這種電池是最有前途的技術之一，它可以將氣態的二氧化碳轉化為有用的中間體。“很難打破二氧化碳鍵。借助這種電化學電池，我們可以利用可再生能源和核能產生的熱量和電力來打破二氧化碳中的二氧化碳鍵。”

該設備將位于碳排放源，將需要熱量和電力來為該過程提供動力，并且可以利用高溫技術，例如包括下一代先進核反應堆的集成能源系統。這樣的反應堆可以與生產生物燃料，生物能或生物產品的工業工廠位于同一地點。然后可以將反應堆的高溫蒸汽和電力用于回收生物能源工廠的二氧化碳。

阿爾貢國家實驗室，桑迪亞國家實驗室和太平洋西北國家實驗室的研究人員正在與丁的團隊合作，以擴大工藝規模，并計劃使用先進的制造技術制造更大的電化學電池，并將其納入INL能源公司的綜合能源示范項目中愛達荷州瀑布市系統實驗室。

該研究已在線發表在《自然催化》雜志上。