捕获二氧化碳（CO2）是一项令人鼓舞的减缓气候变化的战略。这种方法是在二氧化碳进入大气之前将其封存，但通常需要大量能源和基础设施。然而，发表在《美国化学学会中心科学》（ACS Central Science）上的一项新研究概述了一种利用电化学电池有效捕获和释放二氧化碳的更高效系统。与依赖胺类工艺的传统系统相比，这一创新技术可在室温下运行，且能耗更低。

研究人员开发出一种电化学电池，可在室温下捕获和释放二氧化碳，与传统的胺类系统相比所需的能量更少。新系统采用钾离子和锌离子进行了优化，有望应用于工业领域，多次循环后的效率几乎达到 95%。

许多行业正在转向电气化，以帮助抑制碳排放，但这种技术并不适用于所有行业。例如，二氧化碳是水泥生产过程中的天然副产品，因此本身就是造成排放的主要因素。多余的气体可以通过碳捕捉技术捕捉，这种技术通常依靠胺类物质与污染物发生化学键合来帮助"洗涤"污染物。

但这也需要大量的能源、热量和工业设备--在此过程中会燃烧更多的化石燃料。碳捕集本身可以通过电化学电池实现电气化，而这些设备可以由可再生能源提供动力。因此，Fang-Yu Kuo、Sung Eun Jerng 和 Betar Gallant 希望开发一种电化学电池，以最小的能量输入，轻松、可逆地捕获二氧化碳。

研究小组首先开发了一种电化学电池，通过在溶于二甲亚砜的液态胺中"摆动"带正电荷的阳离子，既能捕集又能释放排放出的碳。当电池放电时，强路易斯阳离子与氨基甲酸相互作用，释放出二氧化碳并形成氨基甲酸胺。当过程逆转，电池充电时，阳离子被移除，电池可以捕获二氧化碳，并在此过程中转化氨基甲酸。

研究人员利用钾离子和锌离子的组合优化了离子摆动过程。在原型电池中，他们使用这两种离子作为电池阴极和阳极的基础。与其他基于热能的电池相比，这种电池所需的能量更少，在初步实验中与其他电化学电池相比具有竞争力。

此外，他们还测试了该装置的长期稳定性，发现经过多次充电和放电循环后，该装置仍能保持近 95% 的原始容量，这表明该系统是可行的。研究人员说，这项工作表明电化学替代技术是可行的，有助于使连续二氧化碳捕获-释放技术在工业应用中更加实用。