多種材料利用濕度變化實現空氣捕碳

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。圖片來源：美國西北大學

　　美國西北大學科學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”。相關論文發表于新一期《環境科學與技術》雜志。

　　盡管人們為減少碳排放付出了艱辛努力，但預計未來幾十年大氣中二氧化碳的含量仍將進一步增加。利用濕度變化直接從空氣中捕碳的技術——直接空氣捕獲技術，預計將成為全球應對氣候變化的戰略核心。

　　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的擴展范圍。團隊現在發現，可通過使用可持續、豐富且廉價的材料，來降低直接空氣捕獲技術的成本和能耗，使其能在更多地方“大顯身手”。

　　團隊創建了一個結構化的實驗框架，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、納米結構石墨、碳納米管和片狀石墨等碳質材料，以及包括鐵、鋁和錳氧化物在內的金屬氧化物納米顆粒。結果顯示，氧化鋁和活性炭的捕碳速度最快；而氧化鐵和納米結構石墨捕獲的二氧化碳最多。

　　團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。通過系統觀察每種材料，他們發現，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構來提高其捕碳性能。

　　研究團隊強調，由于成本高昂且技術復雜，傳統直接空氣捕獲技術缺乏競爭力。最新平臺涉及到的材料幾乎可在任何地方使用，并能與其他系統協同作用，有望為全球減排事業貢獻一臂之力。