ทคโนโลยี "การดักจับคาร์บอน" ซึ่งเป็นวิธีการหนึ่งในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทางเคมีก่อนที่จะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Cornell ได้เปิดเผยวิธีการใหม่ในการดักจับก๊าซเรือนกระจกและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ พร้อมๆ กับผลิตพลังงานไฟฟ้า Lynden Archer ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมที่โดดเด่นของครอบครัว James A. Friend และนักศึกษาปริญญาเอก Wajdi Al Sadat ได้พัฒนาเซลล์พลังงานอะลูมิเนียม/คาร์บอนไดออกไซด์ที่ใช้ออกซิเจนช่วย ซึ่งใช้ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเพื่อแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และผลิตกระแสไฟฟ้า บทความของพวกเขา "เซลล์ไฟฟ้าเคมี Al/CO 2 ที่ได้รับความช่วยเหลือจากO 2 :ระบบสำหรับการดักจับ/การแปลง CO 2และการสร้างพลังงานไฟฟ้า" เผยแพร่เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคมในScience Advances เซลล์ที่เสนอของกลุ่มจะใช้อลูมิเนียมเป็นขั้วบวกและกระแสผสมของคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนเป็นส่วนผสมที่ใช้งานของแคโทด ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบจะแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกเป็นสารประกอบที่อุดมด้วยคาร์บอน ในขณะเดียวกันก็ผลิตกระแสไฟฟ้าและออกซาเลตที่มีค่าเป็นผลพลอยได้ ในแบบจำลองการดักจับคาร์บอนในปัจจุบันส่วนใหญ่ คาร์บอนจะถูกดักจับในของไหลหรือของแข็ง ซึ่งจากนั้นจะถูกให้ความร้อนหรือแรงดันเพื่อปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้นก๊าซเข้มข้นจะต้องถูกบีบอัดและขนส่งไปยังอุตสาหกรรมที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หรือแยกไว้ใต้ดิน การค้นพบในการศึกษาแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ที่เป็นไปได้ Archer กล่าว "ความจริงที่ว่าเราได้ออกแบบเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยนั้นถือเป็นเรื่องสำคัญ" เขากล่าว คาร์บอน "หนึ่งในอุปสรรคในการนำเทคโนโลยีการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปัจจุบันมาใช้ในโรงไฟฟ้าคือ การสร้างใหม่ของของเหลวที่ใช้ในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นั้นใช้พลังงานมากถึงร้อยละ 25 ของพลังงานที่ปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้า สิ่งนี้จำกัดศักยภาพเชิงพาณิชย์ของเทคโนโลยีดังกล่าวอย่างมาก นอกจากนี้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับได้จะต้องถูกขนส่งไปยังไซต์ที่สามารถแยกส่วนหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งต้องมีโครงสร้างพื้นฐานใหม่" กลุ่มรายงานว่าเซลล์ไฟฟ้าเคมีของพวกเขาสร้าง 13 แอมแปร์ชั่วโมงต่อกรัมของคาร์บอนที่มีรูพรุน (เป็นแคโทด) ที่ศักยภาพการคายประจุประมาณ 1.4 โวลต์ พลังงานที่ผลิตโดยเซลล์เทียบได้กับที่ผลิตโดยระบบแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงสุด Archer กล่าวว่าประเด็นสำคัญอีกประการหนึ่งของการค้นพบคือการสร้างสารตัวกลางซุปเปอร์ออกไซด์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อไดออกไซด์ลดลงที่แคโทด ซูเปอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์เฉื่อยตามปกติ ก่อตัวเป็นคาร์บอน-คาร์บอนออกซาเลตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมหลายประเภท รวมถึงยา ไฟเบอร์ และการถลุงโลหะ Archer กล่าวว่า "กระบวนการที่สามารถเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นโมเลกุลที่มีปฏิกิริยามากขึ้น เช่น ออกซาเลตที่มีคาร์บอน 2 ตัวจะทำให้เกิดกระบวนการปฏิกิริยาที่สามารถใช้สังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้" Archer กล่าว พร้อมสังเกตว่าการกำหนดค่าของเคมีไฟฟ้า เซลล์จะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่เลือกทำจากออกซาเลต Al Sadat ซึ่งทำงานเกี่ยวกับยานพาหนะดักจับคาร์บอนบนเครื่องบินที่ Saudi Aramco กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้ไม่จำกัดเฉพาะการใช้งานในโรงไฟฟ้า "มันเข้ากันได้ดีมากกับการยึดเกาะบนยานพาหนะ" เขากล่าว "โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณคิดถึงเครื่องยนต์สันดาปภายในและระบบเสริมที่อาศัยพลังงานไฟฟ้า" เขากล่าวว่าอะลูมิเนียมเป็นแอโนดที่สมบูรณ์แบบสำหรับเซลล์นี้ เนื่องจากมีปริมาณมาก ปลอดภัยกว่าโลหะที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงอื่นๆ และมีต้นทุนต่ำกว่าวัสดุที่มีศักยภาพอื่นๆ (ลิเธียม โซเดียม) ในขณะที่มีความหนาแน่นของพลังงานเทียบเท่ากับลิเธียม เขาเสริมว่าโรงงานอะลูมิเนียมหลายแห่งได้รวมเอาสิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตไฟฟ้าไว้ในการดำเนินงานแล้ว ดังนั้นเทคโนโลยีนี้สามารถช่วยทั้งในการผลิตกระแสไฟฟ้าและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ข้อเสียเปรียบในปัจจุบันของเทคโนโลยีนี้คืออิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นของเหลวที่เชื่อมต่อแอโนดกับแคโทดนั้นไวต่อน้ำอย่างมาก งานที่กำลังดำเนินอยู่คือการจัดการประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าเคมีและการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ไวต่อน้ำน้อยลง