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目前的一次能源發電系統產生了大量的廢二氧化碳和低品位熱量，對全球氣候和環境產生了嚴重的負面影響，而當前的碳捕集和存儲技術(CCS)需要外部輸入能量或質量來提取和存儲未有效利用的廢物。

在此，香港大學馮憲平教授和香港理工大學倪萌教授等人提出了一種熱再生CO₂誘導pH梯度電池(TRCPC)，可以同時利用CO₂ 和低品位熱量實現廢物-電能轉化。

該電池通過在碳酸鹽基吸收劑中使用pH敏感電極而設計，CO₂被對稱電解質的一側吸收并引起電池pH值的變化從而產生電壓，達到0.578 Wm^-2的峰值功率密度，放電時間是之前報道的10倍以上。排放后，系統可以使用低品位熱量進行再生，而CO₂則可以存儲和運輸。

圖1. 單個電池中的充放電循環

最后，當通過控制工作條件（例如流速、膜和管道直徑）進一步改進時，概念驗證演示顯示出在大規模應用中的應用潛力。

假設一個電廠每年排放2000萬噸CO₂，一個 TRCPC 循環可產生9.8 GW h的電力。該研究提出了一種具有經濟和環境效益的有前景的方法，可在進一步儲存CO₂之前將CO₂和廢熱轉化為電能。

圖2. 低品位熱量再生電解液及概念驗證

Thermally Regenerative CO₂-Induced pH-Gradient Cell for Waste-to-Energy Conversion, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01000

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