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它可以直接“抓獲”空氣中的二氧化碳！
2024年06月11日 15:10:39
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：9599
這一創(chuàng)新性的研究成果不僅為DAC技術提供了新的思路和方法，也為其在大規(guī)模應用中的成本控制和能效提升提供了可能。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著全球氣候變暖成為不容忽視的挑戰(zhàn)，減少溫室氣體排放和碳捕獲技術成為了全球科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的焦點。在碳捕集技術上，直接空氣捕集(Direct Air Capture，DAC)技術作為一種新興的環(huán)境治理手段，正逐步展現(xiàn)出其巨大的潛力和價值。作為一種新興的碳去除技術，DAC在實現(xiàn)負排放或碳清除方面具有潛力。通過捕獲和儲存大氣中的CO2，DAC有助于彌補自然生態(tài)系統(tǒng)對CO2的有限吸收能力。
直接空氣捕集技術(DAC)是一種直接從大氣中捕獲二氧化碳的技術。它采用特定的化學或物理方法，將空氣中的二氧化碳分離出來，進而進行儲存或利用。Climeworks公司便是這一技術的典型應用者。瑞士氣候技術公司Climeworks 2021年在冰島建造世界第一個也是世界最大的直接碳捕獲工廠Orca，時隔一年又在冰島建造第二座更大的工廠Mammoth。Mammoth將于2024年底全面完工，預計每年可捕集36,000噸二氧化碳，相當于一年內(nèi)減少約7,800輛汽車上路的排放量。
然而，盡管DAC技術具有巨大的應用前景，但其高昂的成本和能耗一直是制約其大規(guī)模推廣的瓶頸。
香港中文大學(深圳)理工學院李懷光教授與劍橋大學Alexander C. Forse教授課題組通過電化學技術分離帶電離子作為吸附位點，成功設計開發(fā)了一類新型吸附劑材料——帶電吸附劑。這種吸附材料利用類似電池的充電過程，在低成本活性碳的孔隙中積聚大量活性氫氧根離子，并通過形成碳酸(氫)根的方式，迅速捕獲空氣中的二氧化碳。
與傳統(tǒng)的塊狀碳酸鹽相比，帶電吸附劑的脫附過程無需克服晶格能壘，因此能在相對低溫下完成脫附，大大提高了能源利用效率。目前用于從空氣中捕獲CO2的大多數(shù)材料都需要被加熱到高達900℃的溫度，且通常使用天然氣。然而，帶電的活性炭“海綿”只需要加熱到90—100℃，而這個溫度可以通過使用可再生電力來實現(xiàn)。這些材料通過電阻加熱來達到升溫，本質(zhì)上是從內(nèi)到外加熱材料，過程更快、能源密集度更低。
這一創(chuàng)新性的研究成果不僅為DAC技術提供了新的思路和方法，也為其在大規(guī)模應用中的成本控制和能效提升提供了可能。未來，隨著技術的不斷成熟和成本的逐步降低，DAC技術有望在能源、工業(yè)、交通等多個領域得到廣泛應用，為全球氣候治理和可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻。
相關成果Capturing Carbon Dioxide from Air with Charged Sorbents于近日發(fā)布在國際期刊《自然(nature)》。
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