从大气中清除二氧化碳可以减轻气候变化的负面影响，而双极膜电渗析（BPM-ED）是一种极具潜力的技术，它使用可再生电力将水分解成酸和碱，以再生基于碳酸氢盐的CO₂捕获溶液，例如用于直接空气捕获（DAC）过程的化学回路溶液，以及用于直接海洋捕获（DOC）中的溶液。在此，劳伦斯伯克利国家实验室Adam Z. Weber开发了一个实验验证的1D模型，即使用BPM-ED从基于碳酸氢盐的碳捕获溶液和海水中电化学再生CO₂。

本文要点：

1) 对于DAC，作者通过实验和计算表明，BPM水离解引起的pH波动驱动CO₂在CEL|cBL界面的形成。然而，在电流密度>100 mA cm⁻²时，高气泡形成率会增加能量强度。此外，加速水分解催化和进行气泡去除可以在能量强度<100 kJ mol⁻¹和电流密度>100 mA cm⁻²时实现CO₂回收。

2) 对于DOC，与海水中低碳浓度相关的质量传输限制表明，DOC最适合清洁生产下游工艺中可用的酸和碱。这些结果为使用BPM-ED进行工业规模CO₂回收提供了设计策略。

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Justin C. Bui et.al Analysis of bipolar membranes for electrochemical CO2 capture from air and oceanwater EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE01606D

https://doi.org/10.1039/D3EE01606D