通过减少全球CO 2排放来缓解气候变化是一个紧迫而又苛刻的挑战,需要创新的技术解决方案。这项工作受到钒氧化还原流量电池(VRFB)的启发,引入了用于碳捕获和能量存储的集成电化学过程。它利用已建立的钒和铁烯化氧化还原夫妇进行pH调节,以进行CO 2解吸和吸收性再生。发达的过程在白天(可再生电能时)吸收电力,以取消CO 2并为电池充电,并且可以在太阳能不可避免的太阳能时在夜间将电力释放到网格中,以便进一步吸收CO 2吸收。这项研究通过对系统的热力学,运输现象,动力学和台式操作进行广泛研究,探讨了过程的基本原理和可伸缩性潜力。循环伏安法(CV)用于研究该过程的热力学,并绘制氧化还原轮廓以识别理想的潜在操作窗口。CV结果将0.3 V Nernstian Overbipential定位为细胞操作所需的热力学最小值。此外,进行了极化研究以选择实际的工作电位,将0.5 V确定为对CO 2解吸周期的最佳选择,以提供足够的极性以克服激活障碍,此外除了Nernstian势。传质分析平衡电导率和解吸效率,1:1的比例确定为最佳的氧化还原活性物种和背景电解质浓度。为了进一步增强氧化还原反应的动力学,实施了电极表面的血浆处理,从而导致电荷转移耐药性降低了43%,如电化学阻抗光谱(EIS)分析所测量。最后,该系统的台式操作显示了54 kJ/mol CO 2的能耗,这与其他电化学碳捕获技术具有竞争力。除了其能源竞争力外,该过程还提供了多个其他优势,包括消除贵金属电极,烟气中的氧气不敏感性,受VRFB技术启发的可伸缩性以及在吸收性再生过程中充当电池的独特能力,从而实现了有效的日夜操作。