科技日報記者 劉霞

美國西北大學(xué)科學(xué)家開展的一項最新研究表明，有多種成本低且儲量豐富的材料，可利用濕度變化，直接從空氣中捕碳。他們稱之為“最富潛力的二氧化碳捕獲方法之一”。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志。

盡管人們?yōu)闇p少碳排放付出了艱辛努力，但預(yù)計未來幾十年大氣中二氧化碳的含量仍將進(jìn)一步增加。利用濕度變化直接從空氣中捕碳的技術(shù)——直接空氣捕獲技術(shù)，預(yù)計將成為全球應(yīng)對氣候變化的戰(zhàn)略核心。

此前普遍使用離子交換樹脂來完成這一工作，這限制了直接空氣捕獲技術(shù)的擴(kuò)展范圍。團(tuán)隊現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，可通過使用可持續(xù)、豐富且廉價的材料，來降低直接空氣捕獲技術(shù)的成本和能耗，使其能在更多地方“大顯身手”。

團(tuán)隊創(chuàng)建了一個結(jié)構(gòu)化的實驗框架，比較了多種納米材料利用濕度變化捕碳的潛力。這些材料包括活性炭、納米結(jié)構(gòu)石墨、碳納米管和片狀石墨等碳質(zhì)材料，以及包括鐵、鋁和錳氧化物在內(nèi)的金屬氧化物納米顆粒。結(jié)果顯示，氧化鋁和活性炭的捕碳速度最快；而氧化鐵和納米結(jié)構(gòu)石墨捕獲的二氧化碳最多。

團(tuán)隊也證明了材料孔徑（多孔材料中二氧化碳可棲息的空間）對其捕碳能力的影響。通過系統(tǒng)觀察每種材料，他們發(fā)現(xiàn)，中等孔徑范圍（約50至150埃，1埃=10^-10米）捕碳效率最高。未來，人們或許可通過改變材料的結(jié)構(gòu)來提高其捕碳性能。

研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)，由于成本高昂且技術(shù)復(fù)雜，傳統(tǒng)直接空氣捕獲技術(shù)缺乏競爭力。最新平臺涉及到的材料幾乎可在任何地方使用，并能與其他系統(tǒng)協(xié)同作用，有望為全球減排事業(yè)貢獻(xiàn)一臂之力。