雙碳研究 | 新材料或將掀起“碳捕獲”技術革命

2022年，全球二氧化碳排放量超368億噸，而且這種情況并不會在短時間內放緩。全世界的工業和人們時時刻刻都在排放溫室氣體，加重大氣層污染，從而導致空氣質量變差、海洋溫度升高以及極端天氣頻發。

 

正因如此，世界各國領導人和研究人員開始更加重視地球工程等想法。地球工程包括所有人為干預地球氣候的技術，其中之一便是太陽輻射管理，原理是向大氣層注入氣溶膠，將地球吸收的陽光反射回太空，從而降低地球的溫度。還有直接空氣捕集（DAC）——本質上是從大氣中吸走全部二氧化碳，達到“清潔”效果，并將二氧化碳儲存在吸收材料中。

 

然而，在碳捕獲的道路上仍存在一些障礙。首先，碳一經捕獲就需要以某種方式安全儲存或處理，而這可能是個大問題，因為許多人對社區埋藏有毒的二氧化碳容器提出異議。此外，碳一旦釋放到空氣中就會被稀釋，因此要從大氣中捕獲一定數量的碳十分困難。

 

理海大學（Lehigh University）的化學工程專家阿魯普·森古普塔（Arup SenGupta）稱，由于碳的濃度很低，吸收劑也起不了什么作用。然而，森古普塔和他的同事研究出了一種新的吸收劑，他聲稱這種吸收劑的碳捕獲能力是當前DAC系統的三倍，克服了大氣中二氧化碳濃度低的障礙。因此，這種材料可能成為碳捕獲技術商業化和廣泛應用的轉折點。

 

森古普塔在《科學進展》（Science Advances）雜志上發表了一篇論文，介紹這種新材料。具體來說，這是一種混合銅基材料，可以更有效地捕獲大氣中的二氧化碳，其所需熱能更少，可以有效提高碳捕獲過程的效率。

 

不過，或許最重要的在于，該方法能夠利用海水將碳酸轉化為碳酸氫鈉（即小蘇打）。 森古普塔表示，這種材料可以在海洋中安全處理，有助于解決碳儲存或掩埋問題。

 

在這一過程中，只要稍加修改，就可以將海水與吸收劑一起使用，把二氧化碳輕松地送回海洋。海洋可以成為一個無限大的碳匯，捕獲這個過程中移除的二氧化碳。

 

森古普塔表示，已經有公司對這項技術感興趣，并且可以大量生產這種材料。但他承認，為了使這種碳捕獲過程產生實際效果，需要世界上一些最大的且有影響力的國家（和污染源）支持。桑古普塔稱，這不僅僅事關兩三個國家，DAC工廠可以建在各大洲500個不同的地方。

 

地球工程也確實招致了不少批評。例如，有人可能會說，該工程會縱容石油公司繼續污染地球。畢竟，如果我們可以輕易吸走空氣中的二氧化碳，那他們為什么不繼續開采石油和煤炭呢？然而事實上，甚至聯合國和白宮也已經開始研究太陽輻射管理和碳捕獲，將其作為應對氣候變化的可行方法。

 

編譯：沈奇源（期刊部）

 

審校：張貝思（期刊部）

 

編輯：沈奇源（期刊部）