地球温暖化を遅らせるための戦いは、主に二酸化炭素を排出して温室効果に寄与する化石燃料の燃焼から人間を引き離すことに焦点を合わせてきました。 CO 2 をキャプチャする方法を見つけるための多くの努力もありました 空中から出して、害を及ぼさない場所に置きます。もちろん、完璧な解決策は、両方のことを同時に達成することです。 CO 2 を取ることができたらどうしますか 大気圏外および よりクリーンなエネルギー源を採用し、化石燃料を燃やす必要性を減らしますか？
ヴァンダービルト大学とジョージワシントン大学の科学者たちは、まさにそれを行う方法を見つけたかもしれません。 American ChemicalSocietyのジャーナルACSCentral Scienceに本日発表された論文では、大気中のCO 2 から炭素を抽出するプロセスについて説明しています。 、そしてそれを使ってカーボンナノチューブを作ります。次に、ナノチューブを使用して、電動自動車用のリチウムイオン電池のグラファイト電極を置き換えます。
理論的には、カーボンニュートラルなだけでなく、電力を蓄え、過去の環境被害に対抗するカーボンネガティブな電気自動車を作ることができます。
「彼らのより良い性能、予測される低コスト、そして温室効果ガスを除去する能力を考えると、カーボンナノチューブバッテリーを搭載した車が標準になる可能性が高い」と科学者の一人であるGWU化学教授のスチュアート・リヒトは電子メールで述べている。 / P>
開発を発表したプレスリリースで、ヴァンダービルト大学の機械工学助教授であるCary Pintは、次のように述べています。「新しい電気自動車やグリッドスケールのバッテリーを設置するたびに、過去の環境問題を克服できるだけでなく、子供たちに持続可能な未来への一歩を提供します。」
これはどのように機能しますか？
新しい電池製造方法では、Lichtと彼のGWUの同僚が開発したプロセスを使用して、炭素を捕捉し、それを使用してカーボンナノファイバーを製造します。このプロセスを束ねて、ナノチューブを作成できます。このプロセスでは、集光された太陽エネルギーを展開して、華氏1,380度（摂氏749度）に達する化学物質の溶融浴を作成します。セルに空気を加えると、ニッケルと鋼の電極からの熱と直流にさらされると二酸化炭素が溶解します。
ガスが分解すると、炭素分子が電極に付着し、ナノファイバーになります。 Lichtと彼のチームが2015年に彼らの作品を発表した後、それは潜在的なゲームチェンジャーになることを約束しました。これは、以前の方法よりも安価なカーボンナノファイバーを作成する方法を提供するだけでなく、大気から大量の二酸化炭素を抽出する方法も提供しました。
その開発が昨年発表されたとき、LichtはHowStuffWorksに、巨大なC0 2 のアレイを構築することを想定していると語りました。 -ナノファイバーは、オーストラリアのアウトバック、サハラ砂漠、モハーベ砂漠など、人口の少ない場所に都市の大きさを植えます。
超強力で軽量なカーボンナノファイバーは、超高層ビルから航空機の胴体まで、あらゆるものの未来の素材として宣伝されてきました。しかし、そのような繊維から作られたカーボンナノチューブは、表面積が大きいため、他の形態の炭素よりも多くの電荷を蓄えることができるため、電池の製造にも非常に適しています。 2010年に、マサチューセッツ工科大学の研究者は、従来のリチウムイオン電池の3分の1の容量と、出力の10倍のカーボンナノチューブを使用した実験用電池を作成しました。
GWとVanderbiltの研究者は、カーボンナノチューブ電極を備えたリチウムイオン電池も従来のリチウムイオン電池よりもわずかに優れており、電池を急速に充電するとブーストが増幅されると報告しています。
別の種類のストレージであるナトリウムイオン電池のグラファイト電極の代わりにナノチューブを使用した場合、さらに大きな改善が見られ、パフォーマンスは約3.5倍になりました。カーボンナノチューブを搭載したどちらのタイプのバッテリーも、疲労の兆候なしに10週間の連続充電と放電に耐えることができました。
進歩のための実用的なアプリケーション
Licht氏によると、カーボンナノチューブを搭載したバッテリーを車に搭載することで、「今日の産業用および輸送用の化石燃料プロセスに代わる温室効果ガス排出のない代替手段が提供されます」
。シエラクラブの電気自動車イニシアチブのディレクターであるジーナコプロン-ニューフィールドは、ヴァンダービルト-GWUのブレークスルーの詳細はまだ見ていませんが、「本当に興味をそそられるように聞こえます」と述べました。 「一般的に、私たちは最近のバッテリー技術で起こっていることを非常に勇気づけられています」とコプロン-ニューフィールドは言います。 「それは、技術の進歩とコストの低下の両方の観点からです。」
大気中の二酸化炭素を使用してバッテリーを製造するプロセスは、電気自動車だけに使用する必要はありません。また、電子機器用のリチウムイオン電池の製造や、ソーラーパネルや風力タービンで生成された電力を蓄えるために使用できるはるかに大きな電池にも使用できます。
この種のストレージを持つことは、巨大な石炭火力発電所に依存するのではなく、より小さな分散型の電力源に依存する将来の「スマート」電力網を開発するために重要です。
今それは興味深いですエネルギーの貯蔵装置としてのバッテリーの使用は、数千年とまではいかなくても数百年前にさかのぼります。