- Naukowcy z MIT osiągnęli dwa uzupełniające się przełomy: (1) urządzenie elektrochemiczne przypominające baterię, które wychwytuje CO₂ podczas ładowania i uwalnia go podczas rozładowywania; oraz (2) samonaprawiające się materiały do baterii, które naprawiają pęknięcia/puste przestrzenie i tłumią powstawanie dendrytów litu. Zostały one opracowane przez różne zespoły MIT. MIT News
- Urządzenie wychwytujące CO₂ — często opisywane jako system „electro‑swing” — działa od powietrza atmosferycznego (~400 ppm) aż po gazy spalinowe, a zespół zgłosił 7 000 cykli ładowania–rozładowania w laboratorium (z odnotowanym spadkiem wydajności), przy zużyciu energii około ~1 GJ na tonę CO₂ w zależności od warunków. MIT News
- Samonaprawiający się, płynny a zarazem stały elektrolit MIT wykazał automatyczną naprawę pęknięć z prędkością ~5,6 μm/godzinę oraz aktywne tłumienie niestabilności metalu litowego — klucz do dłużej żyjących, bezpieczniejszych, wysokoenergetycznych baterii. Wiley Online Library
- Ważna uwaga: na dzień 12 października 2025 nie istnieje żaden recenzowany artykuł ogłaszający pojedyncze, gotowe do komercjalizacji urządzenie z MIT, które jednocześnie samonaprawia się i wychwytuje CO₂. Podstawowe możliwości istnieją osobno i mogą zostać połączone w przyszłych prototypach. MIT News
- Powiązane prace MIT pokazują, jak szybko rozwija się ta dziedzina: „betonowa bateria” (ec³) — platforma superkondensatorowa — niedawno osiągnęła 10× większą pojemność magazynowania energii (obecnie ~2 kWh na m³) i podkreśla dążenie MIT do materiałów wielofunkcyjnych (magazynowanie energii wraz z funkcjami takimi jak samonaprawa i sekwestracja węgla). MIT News
- Trwa komercjalizacja technologii wychwytu CO₂ przez Verdox, spin‑off MIT, który pozyskał 80 mln dolarów na skalowanie adsorpcji electro‑swing; inżynierowie MIT zgłosili także ulepszenia na 2025 rok, które mogą zwiększyć wydajność wychwytu 6× i obniżyć koszty o ~20%. Chemical & Engineering News
Pomysł w jednym zdaniu
Nowa klasa systemów wychwytywania CO₂ przypominających baterie z MIT oraz samonaprawiające się materiały do baterii z MIT wskazują na przyszłość, w której urządzenia do magazynowania energii elektrochemicznej zarówno naprawiają się same, jak i usuwają węgiel—ale obecnie są to odrębne osiągnięcia zmierzające ku kolizji.
Co MIT faktycznie zbudował po stronie wychwytywania CO₂
W 2019 roku inżynierowie chemiczni z MIT Sahag Voskian i T. Alan Hatton wprowadzili proces elektrochemiczny nazwany Faradaic electro‑swing reactive adsorption. Mówiąc prosto, jest to stos cienkich elektrod pokrytych poliantrachinonem na nanorurkach węglowych. Gdy ładujesz urządzenie, elektrody selektywnie wiążą CO₂ z przepływającego strumienia gazu—nawet przy stężeniach atmosferycznych. Gdy rozładowujesz, elektrody uwalniają strumień czystego CO₂, który może być wykorzystany przemysłowo lub zmagazynowany. Jak ujęło to MIT w tamtym czasie: „Urządzenie to w zasadzie duża, wyspecjalizowana bateria, która pochłania dwutlenek węgla… podczas ładowania, a następnie uwalnia gaz podczas rozładowania.” MIT News
Recenzowane prace w Energy & Environmental Science opisały, jak elektrody na bazie chinonu wychwytują CO₂ podczas ładowania i uwalniają go podczas rozładowania—w temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym—oraz przedstawiły dane z cykli zgodne z demonstracją laboratoryjną. RSC Publishing
Dwa przydatne punkty odniesienia z raportów MIT:
- Trwałość: co najmniej 7 000 cykli przetestowanych w laboratorium (ze stratą wydajności ~30%), z celem osiągnięcia 20 000–50 000 cykli. MIT News
- Zużycie energii: około ~1 gigadżula na tonę CO₂ wychwyconego (zależnie od stężenia i konfiguracji), co wypada korzystnie w porównaniu z niektórymi obecnymi systemami sorbentowymi/termicznymi. MIT News
Opinie ekspertów:
Voskian podkreślił „binarny charakter” powinowactwa adsorbentu do CO₂—albo wysokie (podczas ładowania), albo niskie (podczas rozładowania)—a Hatton nazwał to „jasną demonstracją siły podejść elektrochemicznych, które wymagają jedynie niewielkich zmian napięcia.” MIT News
Co MIT faktycznie zbudował w zakresie „samonaprawiającej się baterii”
W 2024 roku naukowcy związani z grupą Ju Li zgłosili samoregenerujący się, płynny, a zarazem stały elektrolit, który potrafi naprawiać pęknięcia i puste przestrzenie—kluczowe prekursory awarii—w bateriach z metalem litowym. Materiał ten aktywnie tłumi dendryty (igłowate wyrostki mogące powodować zwarcia) i sam się naprawia z prędkością ~5,6 μm/godzinę poprzez dwustopniowy mechanizm gojenia. To połączenie—bezpieczeństwo stanu stałego oraz płynność umożliwiająca kompensację naprężeń—jest wyjątkowo korzystne dla trwałości. Wiley Online Library
To opiera się na innych pracach MIT dotyczących zwalczania dendrytów—od wykazania, że przyłożona kompresja może przekierowywać i neutralizować je w stałych elektrolitach (2022), po szerszy ekosystem samonaprawiających się lepiszczy i polimerowych elektrolitów badanych w całej dziedzinie. Przekaz jest jasny: samonaprawianie może wydłużyć żywotność cyklu i poprawić bezpieczeństwo, co jest kluczowe dla upowszechnienia wysokoenergetycznych chemii. MIT News
Dlaczego eksperci się tym interesują:
Przeglądy naukowe rutynowo wskazują samoregenerację jako centralny cel projektowy dla baterii nowej generacji, ponieważ rozwiązuje problem degradacji mechanicznej—jednego z najbardziej uporczywych ograniczeń trwałości. Jak stwierdzono w przeglądzie z 2024 roku, samonaprawiające się lepiszcza i elektrolity mogą znacząco poprawić trwałość i stabilizować wysokoenergetyczne elektrody. ScienceDirect
A więc… czy MIT wynalazł pojedynczą „samonaprawiającą się baterię, która pochłania CO₂”?
Jeszcze nie. Urządzenie wychwytujące CO₂ (elektro-swing) oraz samonaprawiający się elektrolit to oddzielne osiągnięcia MIT. Niemniej jednak, konwergencja jest możliwa: przyszły system elektrochemiczny mógłby połączyć elektrody reagujące z CO₂ z samonaprawiającym się elektrolitem (lub samonaprawiającą się elektrodą/spoiwem), aby zwiększyć trwałość i zmniejszyć potrzebę konserwacji w urządzeniach do wychwytu — lub w chemii baterii Li–CO₂, którą badają Betar Gallant z MIT i współpracownicy, którzy w 2018 roku pokazali baterię litowo–CO₂, która przekształca wychwycony CO₂ w stałe węglany podczas rozładowania (wczesny etap; ~10 cykli w tym badaniu). MIT News
Podsumowanie: mówienie o w pełni zintegrowanej „samoregenerującej się baterii pochłaniającej CO₂” to perspektywiczny skrót myślowy dla dwóch rzeczywistych, ale odrębnych przełomów MIT, które prawdopodobnie będą się wzajemnie inspirować w miarę dojrzewania prototypów. MIT News
Dlaczego to może zmienić energetykę — i klimat
- Tańsze usuwanie węgla, zasilane elektronami: Jeśli urządzenia elektro-swing będą nadal zyskiwać na wydajności (np. dzięki nanofiltracji), mogą zapewnić tańszy, modułowy wychwyt CO₂ zasilany energią odnawialną — w warunkach otoczenia, bez energochłonnej regeneracji sorbentu. Samonaprawiający się stos dodatkowo ograniczy przestoje i koszty O&M. MIT News
- Drogi do cyrkularnej chemii: Praca MIT z 2018 roku nad Li–CO₂ pokazuje jedną ze ścieżek, by wbudować wychwycony węgiel bezpośrednio w reakcje baterii jako stałe węglany, sugerując przyszłe wykorzystanie węgla równolegle z wychwytem. MIT News
- Infrastruktura, która magazynuje energię — i jest trwała: Wyniki ec³ z MIT promują ideę materiałów wielofunkcyjnych (magazynowanie energii plus właściwości takie jak samonaprawianie i pochłanianie węgla), sugerując, że same urządzenia energetyczne mogą być projektowane z myślą o odporności i wbudowanych usługach klimatycznych. MIT News
Co mówią eksperci
- „Urządzenie jest zasadniczo dużą, specjalistyczną baterią, która pochłania CO₂ podczas ładowania i uwalnia go podczas rozładowywania” – wyjaśniono w raporcie MIT z 2019 roku na temat systemu elektro-swing. MIT News
- „Ta technologia wychwytywania CO₂ to jasny dowód siły podejść elektrochemicznych, które wymagają jedynie niewielkich zmian napięcia” – dodał T. Alan Hatton. MIT News
- Odnosząc się do zwiększania wydajności wychwytywania, Kripa Varanasi zauważa: „Musimy myśleć o skali od samego początku”, określając 6× wydajność i ~20% kosztów jako krok w kierunku systemów na skalę gigaton. MIT News
- W kontekście baterii reagujących z węglem, Betar Gallant podkreśliła, że połączenie chemii wychwytywania CO₂ z niewodnymi elektrolitami bateryjnymi może aktywować CO₂ dla wydajniejszej elektrochemii (przy uznaniu ograniczeń wczesnego etapu). Zewnętrzny ekspert Kisuk Kang nazwał to podejście „eksytującym” ze względu na interdyscyplinarność. MIT News
- W kontekście wielofunkcyjnego magazynowania, Admir Masic podkreśla „wielofunkcyjny beton”, który integruje magazynowanie energii, samonaprawę i sekwestrację węgla jako klucz do zrównoważonego rozwoju—etos ten ma szerokie zastosowanie w urządzeniach energetycznych. MIT News
Droga do „powszechnych” samonaprawiających się systemów CO₂-elektrochemicznych
Techniczne przeszkody do pokonania
- Integracja materiałów: Połączenie elektrod CO₂ na bazie chinonów (lub chemii Li–CO₂) z samonaprawiającymi się elektrolitami wymaga zgodności chemicznej i stabilnych interfejsów przez tysiące cykli. RSC Publishing
- Żywotność cyklu w skali: Urządzenia elektro-swing muszą mieć trwałość rzędu dekady w warunkach przemysłowych; samonaprawa pomaga, ale dane z terenu muszą potwierdzić wyniki laboratoryjne. MIT News
- Koszt i możliwość produkcji: Nawet przy wzroście wydajności w 2025 roku, koszty wychwytu muszą dalej spadać; produkcja elektrod metodą roll‑to‑roll mogłaby pomóc—na co MIT zwrócił uwagę w przypadku elektrod do wychwytu CO₂. MIT News
- Architektura systemu: W przypadku baterii Li–CO₂, wczesne badania wykazały ~10 cykli; projektowanie elektrolitów i katalizatorów musi się rozwinąć, zanim pojawi się jakikolwiek praktyczny magazyn wykorzystujący CO₂ z atmosfery. MIT News
Dlaczego oczekiwania są wciąż wysokie
Przegląd z 2024 roku podkreśla, że samonaprawiające się spoiwa/elektrolity należą do najbardziej obiecujących dźwigni, by stabilizować baterie o wysokiej energii—dokładnie takiej trwałości potrzebowałyby systemy elektrochemiczne CO₂, by działać 24/7. Dodając do tego postęp i inwestycje wokół wychwytu elektro-swing (np. Verdox), widać, dlaczego wielu obserwatorów oczekuje, że cechy samonaprawiające staną się powszechne w platformach elektrochemicznych nowej generacji, w tym związanych z CO₂—gdy tylko zostaną rozwiązane wyzwania integracyjne. ScienceDirect
Jak odróżnić szum medialny od realnego postępu (krótka lista kontrolna)
- Mechanizm recenzowany naukowo? Szukaj elektrochemii chinon/CO₂ lub ścieżek Li–CO₂ udokumentowanych w czasopismach (2018–2019 i później). RSC Publishing
- Niezależne dane o trwałości? Liczba cykli na poziomie urządzenia z krzywymi degradacji, nie tylko prototypy. MIT News
- Twierdzenia o kosztach systemowych powiązane z opublikowanymi modelami? Badanie MIT z 2025 roku dotyczące nanofiltracji przedstawia przejrzyste szacunki wydajności i kosztów. MIT News
- Materiały, które same się naprawiają—skwantyfikowane? Zwróć uwagę na tempo naprawy (μm/godz.), odzysk przewodnictwa jonowego oraz tłumienie dendrytów podczas realistycznego cyklowania. Wiley Online Library
Sedno sprawy
MIT nie zaprezentował jeszcze jednego urządzenia, które byłoby jednocześnie samonaprawiającą się baterią i odkurzaczem CO₂—ale Instytut przekonująco zademonstrował obie połówki: platformę do wychwytywania CO₂ przypominającą baterię oraz materiały do samonaprawiających się baterii, które znacząco poprawiają trwałość. Jeśli i kiedy te połówki się połączą, rezultat może obniżyć koszty usuwania węgla, wydłużyć żywotność urządzeń i przyspieszyć przejście na zelektryfikowane, modułowe technologie klimatyczne. To przełom, który warto uważnie obserwować. MIT NewsŹródła i dalsza lektura
- MIT News: „MIT engineers develop a new way to remove carbon dioxide from air” (24 października 2019) — przegląd, cytaty, dane dotyczące wydajności. MIT News
- Energy & Environmental Science (2019): „Faradaic electro‑swing reactive adsorption for CO₂ capture” — główny mechanizm i dane z cykli. RSC Publishing
- MIT News: „New battery gobbles up carbon dioxide” (21 września 2018) — koncepcja baterii Li–CO₂ opracowana przez grupę Gallant (wczesny etap). MIT News
- Advanced Materials (2024): „A Self‑Healing, Flowable, Yet Solid Electrolyte Suppresses Li‑Metal Morphological Instabilities” — samonaprawiający się elektrolit z określoną szybkością naprawy. Wiley Online Library
- MIT News: „How to solve a bottleneck for CO₂ capture and conversion” (20 maja 2025) — nanofiltracja zwiększa wydajność 6× i obniża koszt o ~20%. MIT News
- MIT News: „Concrete ‘battery’ now packs 10× the power” (1 października 2025) — platforma ec³ i argumenty za wielofunkcyjnymi, trwałymi materiałami energetycznymi. MIT News
- C&EN: „Verdox raises $80 million for electric carbon‑capture” (4 lutego 2022) — przegląd komercjalizacji. Chemical & Engineering News
Nota kontekstowa: Jeśli widziałeś nagłówki twierdzące, że MIT już ma samonaprawiającą się, pochłaniającą CO₂ baterię, łączą oni dwa oddzielne osiągnięcia MIT w jedno. Nauka jest prawdziwa i szybko się rozwija—ale etap integracji to kolejna granica. MIT News
