维度网讯，麻省理工学院（MIT）研究团队——化学工程系研究生方昱·郭（Fang-Yu Kuo）、机械工程系（MechE）研究生Gi Hyun Byun、机械工程系教授贝塔尔·加朗（Betar Gallant）以及前MCSC博士后影响研究员Glen Junor和Akachukwu Obi——在电化学介导二氧化碳捕集（EMCC）领域取得进展，探索了一种可替代传统高能耗胺洗涤法的新型吸附剂。该研究得到MIT气候与可持续发展联盟（MCSC）支持，相关成果发表于《自然·能源》（Nature Energy）。

作为应对气候变化的关键策略之一，碳捕集技术目前仍面临能耗高、成本昂贵等技术瓶颈。传统的胺洗涤法是当前分离CO₂的标准工艺，但其高能耗特征限制了规模化应用，也无法满足将CO₂升级为高价值产物的迫切需求。MIT团队因此聚焦于电化学介导CO₂捕集（EMCC）这一替代方案。EMCC可实现由可再生能源驱动的电气化分离，但其现有吸附剂通常需要高还原电位，易引发氧还原副反应，影响系统效率和长期运行稳定性。

为克服这一缺陷，研究团队系统考察了N-杂环亚胺（NHIs）作为新型EMCC吸附剂的可行性。方昱·郭表示，NHI分子修饰较为容易，可据此调节碱度，近年来已展现出捕集CO₂的潜力。该工作首次将NHIs引入EMCC领域，并证实基于NHI的吸附剂可利用一种独特的分离机制实现电化学调控，从而避免施加高还原电位。

在初步研究中，团队构建了一种新型双（NHI）结构，其在电池运行期间可实现每个电子调制两个CO₂分子的理论能力。实验结果还表明，通过进一步的分子工程增强双（NHI）结构的CO₂结合亲和力，该材料可在更宽泛的电解质环境中运行，从而在电子效率、能量效率和操作灵活性方面为系统性能优化开辟新路径。方昱·郭指出，未来的关键方向之一是深入理解双（NHI）自由基阳离子的稳定性及降解途径机理，这些认识将为下一代双（NHI）分子的合理设计提供依据，有助于延长运行寿命并增强实际部署中的循环耐久性。

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