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でも、この手の発表って、大きな課題は伏せられたまま商用化の協力先が見つかってから明らかにされるってのが一般的な手順だからなぁ。
pH高い溶液ってのがエネルギーなしに出来上がるのなら発電してるかもしれないけど、半分しかない電池を作ってるだけじゃないのか。
論文はコレっすね。A pH-Gradient Flow Cell for Converting Waste CO2 into Electricity - Environmental Science & Technology Letters (ACS Publications) [acs.org]
二酸化炭素はそれ自体は関与してなくて、電池反応に必要なH+を供給させるために投入され続けられてます。で、発電してると電極がダメになってくので、ある程度反応させた後にCO2と空気のラインを入れ替えることで反応方向を逆転させて連続的な発電サイクルにしてると思うんですよ。空気送ってCO2追い出してるのは、反応方向を切り替えるのが目的なんじゃないかなと。論文ざっと目を通した程度なんで間違ってたらごめんなさい。
でもそれだと電極の二酸化マンガンで可逆反応させる必要あるんだけど、単にpH勾配を逆にしただけで出来るのかな？それとも電極はある程度使ったら交換するみたいな消耗品扱い？
マンガンの酸化数IIIとVIを使うみたいですね。
MnO2↓ + H+ + e- ⇄ MnO2 - + H+ ⇄ MnO(OH) ↓
いわゆるマンガン電池で、可逆反応でしょう。ただ、逆反応の時も充電しているわけじゃなくて、放電しているので、エネルギーの流れを見れば発電機と言った方がいいのかもしれませんが。二酸化炭素を通すとH+ が増えて反応が右に進み、空気を通すとH+ が減って反応が左に進みます。
We observed stable average power densities for 50 cycles (Figure 3d), indicating that the electrodes underwent reversible reactions.
50回のサイクルで出力密度はほぼ下がらないので電極は消耗品ではない 電解質にNaHCO3を使うのが一つのキモのようで
First, it kept the pH above 7, which was important because the MnO2 electrodes could become destabilized in acidic solutions.(31)
NaHCO3が水溶液をアルカリ性に保つことでマンガン電極が分解せず使えるということらしい
濃いCO2l->薄いCO2のエントロピー変化分をエネルギーとして取り出しているので、ほんとに発電してます。効率はしらんけど。
炭素(固)から炭素(気)の生成熱は-393.5kJ/molなのに対して、二酸化炭素(気)の溶解熱は−19.4kJ/molらしいので、要するに、(二酸化炭素を含まない)真水が無限に利用できる環境だと、理論値マックスなら燃焼の5%をこの電池で回収できることになるわけで、発電所とかの規模を考えれば、かなり大きいと思う。
最新の石炭火力だと、電気になってるのが発熱の大体40%くらいだから、石炭1molで得られる電力が160kJくらい、って考えると19kJって結構でかい値で、このうち2kJでも3kJでも回収できたら凄い。まあ、この電池で19kJのうちどれだけ回収できるかはわからないけど。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E7%82%AD%E7%B4%A0 [wikipedia.org]http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/dat1/Heat%20of%20solution%20data.pdf [dmt.upm.es]
クレジットカードの現金化で借金を返すようなものかも
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どんどん実用化して (スコア:0)
でも、この手の発表って、大きな課題は伏せられたまま
商用化の協力先が見つかってから明らかにされるってのが一般的な手順だからなぁ。
Re:どんどん実用化して (スコア:0)
pH高い溶液ってのがエネルギーなしに出来上がるのなら発電してるかもしれないけど、
半分しかない電池を作ってるだけじゃないのか。
Re:どんどん実用化して (スコア:5, 参考になる)
論文はコレっすね。
A pH-Gradient Flow Cell for Converting Waste CO2 into Electricity - Environmental Science & Technology Letters (ACS Publications) [acs.org]
二酸化炭素はそれ自体は関与してなくて、電池反応に必要なH+を供給させるために投入され続けられてます。
で、発電してると電極がダメになってくので、ある程度反応させた後にCO2と空気のラインを入れ替えることで反応方向を
逆転させて連続的な発電サイクルにしてると思うんですよ。空気送ってCO2追い出してるのは、反応方向を切り替えるのが
目的なんじゃないかなと。
論文ざっと目を通した程度なんで間違ってたらごめんなさい。
でもそれだと電極の二酸化マンガンで可逆反応させる必要あるんだけど、単にpH勾配を逆にしただけで出来るのかな？
それとも電極はある程度使ったら交換するみたいな消耗品扱い？
Re:どんどん実用化して (スコア:2, 参考になる)
マンガンの酸化数IIIとVIを使うみたいですね。
MnO2↓ + H+ + e- ⇄ MnO2 - + H+ ⇄ MnO(OH) ↓
いわゆるマンガン電池で、可逆反応でしょう。ただ、逆反応の時も充電しているわけじゃなくて、放電しているので、エネルギーの流れを見れば発電機と言った方がいいのかもしれませんが。二酸化炭素を通すとH+ が増えて反応が右に進み、空気を通すとH+ が減って反応が左に進みます。
Re:どんどん実用化して (スコア:1)
うんにゃ
50回のサイクルで出力密度はほぼ下がらないので電極は消耗品ではない
電解質にNaHCO3を使うのが一つのキモのようで
NaHCO3が水溶液をアルカリ性に保つことでマンガン電極が分解せず使えるということらしい
Re:どんどん実用化して (スコア:1)
濃いCO2l->薄いCO2のエントロピー変化分をエネルギーとして取り出しているので、ほんとに発電してます。
効率はしらんけど。
Re:どんどん実用化して (スコア:2, 興味深い)
炭素(固)から炭素(気)の生成熱は-393.5kJ/molなのに対して、二酸化炭素(気)の溶解熱は−19.4kJ/molらしいので、要するに、(二酸化炭素を含まない)真水が無限に利用できる環境だと、理論値マックスなら燃焼の5%をこの電池で回収できることになるわけで、発電所とかの規模を考えれば、かなり大きいと思う。
最新の石炭火力だと、電気になってるのが発熱の大体40%くらいだから、石炭1molで得られる電力が160kJくらい、って考えると19kJって結構でかい値で、このうち2kJでも3kJでも回収できたら凄い。まあ、この電池で19kJのうちどれだけ回収できるかはわからないけど。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E7%82%AD%E7%B4%A0 [wikipedia.org]
http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/dat1/Heat%20of%20solution%20data.pdf [dmt.upm.es]
Re: (スコア:0)
クレジットカードの現金化で借金を返すようなものかも