摘要：与其他的锂电池体系相比,锂-空气电池具有最高的理论比能量,被认为有潜力成为终极能量转换和储存装置。目前的锂-空气电池常常使用气体钢瓶提供纯氧气,而非空气中的氧气,这种电池设计极大降低了锂-空气电池的能量密度和实用性。然而,当空气作为锂-空气电池的氧气供给源时,二氧化碳作为杂质会引起严重的副反应,从而降低锂-空气电池的性能。要解决二氧化碳引起的副反应,理解其反应机制至关重要。本文综述了锂-空气电池中有关二氧化碳诱发的化学/电化学反应的研究进展;总结了可缓解二氧化碳负面效应的有效策略。此外,对二氧化碳选透膜材料和分离技术用于锂-空气电池进行了展望。

摘要：节能高效的CO_(2)分离技术的开发具有重要的现实及长远意义,膜法CO_(2)分离在该领域备受关注,具有优异传质特性的新型分离膜材料对膜分离过程有决定性的影响。近年来,石墨烯及其衍生材料因独特的单原子层厚度、亚纳米级别的孔道结构以及优异的机械、化学和热稳定性,成为气体分离膜领域的研究热点,膜的加工难度、技术成本、大面积制备、工作稳定性等问题是限制其实际应用的关键因素。石墨烯基CO_(2)分离膜主要有三种形式:纳米孔石墨烯膜、层状结构氧化石墨烯膜、基于石墨烯及其衍生材料的混合基质膜。本文综述了石墨烯基CO_(2)分离膜领域的突破性研究进展,重点介绍了气体的跨膜传质机理和膜的构性关系,总结了膜性能的优化思路和原理,梳理了石墨烯基CO_(2)分离膜发展面临的挑战,提出了潜在的研究方向。分析表明,进行系统的理论研究,采用先进的表征手段,以建立膜构性关系的理论模型,指导膜结构设计是未来研究的重点。此外,进一步降低膜加工成本,充分研究膜在实际工作环境中的稳定性也至关重要。

摘要：化学链制氢(chemical looping hydrogen generation,CLHG)是一种可以内在实现CO2分离的新型制氢技术。它由燃料、水蒸气和空气反应器组成。该文选取CO为燃料,研究气体燃料的制氢性能及影响因素。并选用Fe2O3作载氧体,Al2O3和TiO2作载体,采用机械混合法,制备了Fe2O3(90%)+Al2O3(10%)、Fe2O3(60%)+Al2O3(40%),Fe2O3(60%)+TiO2(40%)3种载氧体。在900℃下,进行了还原、水蒸气氧化和空气氧化十次循环实验。实验发现,3种载氧体在循环中活性保持稳定,没有出现失活和烧结现象;增加载氧体中惰性载体的质量分数可以提高载氧体的活性;由于TiO2与Fe2O3结合生成惰性的FeTiO3,导致基于TiO2的载氧体活性低于同等质量分数下基于Al2O3的载氧体;惰性载体自身的吸湿性和水蒸气制氢氛围会导致颗粒的团聚。温度升高有利于还原反应,增加了载氧体的还原深度并提高了水蒸气氧化时氢气的产量;同时高温抑制了还原过程中的析碳。还原时气体燃料在单级燃料反应器内由于热力学平衡无法实现完全转化,可考虑设计新型的燃料反应器。

摘要：离子液体是一种饱和蒸汽压低、结构可设计、稳定性强、液态温度范围宽的绿色溶剂,同时对CO_(2)又有较高的溶解度,因此成为当前CO_(2)分离领域的研究热点材料。将离子液体和二维纳米材料结合得到的分离膜材料兼具离子液体和二维纳米材料的优势,在气体分离方面展现了良好的应用前景。其中,离子液体和氧化石墨烯的结合备受关注。针对这一热点问题,本工作综述了国内外通过氧化石墨烯、离子液体及离子液体-氧化石墨烯膜材料在CO_(2)分离方面的研究和进展。相关研究表明,离子液体-氧化石墨烯膜材料具有较好的CO_(2)选择性能、渗透性能和稳定性能,是一种非常有潜力的CO_(2)分离材料。最后,提出了利用离子液体、氧化石墨烯及离子液体-氧化石墨烯膜材料进行CO_(2)捕集分离的未来研究挑战和展望。要点:(1)离子液体-氧化石墨烯膜材料具有良好的选择性、渗透性、机械性能、热稳定性和高压稳定性。(2)离子液体-氧化石墨烯膜材料是一种具有良好发展前景的CO_(2)分离材料。

摘要：介绍了一种基于循环流化床的动力系统方案——循环流化床置换燃烧。这种燃烧系统能在没有能量损失的前提下,将CO2从燃烧产物中分离出来。本文设计建立了一套燃煤循环流化床置换燃烧冷态实验系统,以此为研究对象,选择具有代表性的实验物料,利用测试系统取得多种信号参数,获得反应装置之间的气固流动特性,总结出一定的规律,为以后的热态实验以及进一步探索奠定基础。

摘要：北卡罗来纳州立大学的研究人员发现,利用一种新研发的布过滤器(棉布和碳酸酐酶复合而成),在理想的速率下可将空气或气体混合物中的二氧化碳分离出来。该研究小组设计的织物化学过滤器,其核心是自然环境存在的碳酸酐酶,可快速地将二氧化碳和水转化为碳酸氢盐。这种酶在人体中起着重要作用,利于二氧化碳呼出体外。

摘要：开发对二氧化碳具有选择性的高性能膜,对于推进高能效二氧化碳捕获技术至关重要。尽管分子筛一直以来都是极具吸引力的膜材料,但将其转化为实际的膜应用却一直具有挑战性。为此,韩国科学技术院Tae-Hyun Bae教授的研究团队采用了一种创新的方法来制备聚合物分子筛膜,使其能够在保持机械稳定性的同时实现出色的二氧化碳分离性能。首先,利用可溶解加工、可高度交联化和可官能化的聚合物,设计制造出了一种具有高气体渗透性和机械稳定性的聚合物分子筛膜。