新型二氧化碳集获器面世

2022-08-16 1951 诺澄 澳门日报

 近年来,人类面临着一个棘手的问题,就是如何才能降低二氧化碳的含量。作为重要的温室气体,二氧化碳已经让地球不堪重负,只有降低二氧化碳在空气中的比例,地球气温才可能从目前的变热趋向平稳。在自然条件下,二氧化碳本身就是一种很不稳定的气体。日本科学家日前开发出了一款新的碳捕集系统,这系统能够以前所未有的性能直接从大气中清除二氧化碳,效率高达百分之九十九,且捕集二氧化碳的速度至少是现有系统的两倍,成为迄今处理空气中低浓度二氧化碳最快的捕集系统,有望开启直接空气捕集新时代。

 科学家指出,地球历史上的每一次冰河世纪,根源都是空气中二氧化碳含量的下降。比如在距今二百五十万年前,冰河世纪开始,但此前地球已经经历了上千万年的降温过程。或许只有在人类的参与下,二氧化碳的含量才会上升得如此之快。一个显而易见的事实是,降水会导致二氧化碳含量的下降。当雨水降落在碳酸岩时,碳酸岩的化学风化作用,会吸收空气中的二氧化碳,进而形成碳酸。在廿一世纪,人类排放的二氧化碳已经大大超过了风化作用能够降解的二氧化碳数量。

 目前,为大幅降低大气中二氧化碳的含量,各种碳捕集技术纷至沓来,但这些系统的大规模部署仍面临不少障碍。最大的挑战在于这些碳捕集技术,特别是直接空气捕获(DAC)系统的效率还比较低下。日本东京都会大学研究团队一直在研究被称为“液固相分离系统”的DAC技术。现有DAC系统都涉及让空气在液体内流动,液体与二氧化碳发生化学反应。但随着反应的进行,越来越多反应产物积聚在液体中,反应变得越来越慢。而“液固相分离系统”提供了一种更好的溶液,其中反应产物不溶于其中,会以固体形式析出。液体中由于没有产物的积聚,反应速度也不会太慢。

 该团队对液态胺化合物的结构进行了修改,以优化反应速度和效率,使其能够处理二氧化碳浓度範围介于四百ppm(百万分之一)和百分之三十之间的空气。他们发现,异佛尔酮二胺溶液可将空气中百分之九十九的二氧化碳转化为固体氨基甲酸沉澱物,且散落在溶液中的固体只需加热到六十摄氏度即可将捕获的二氧化碳完全释放出来,使原始液体能被回收。结果表明,系统去除空气中二氧化碳的速度至少是目前领先的DAC实验室系统的两倍。

 研究团队指出,新系统拥有前所未有的性能和稳定性,对大规模部署碳捕集系统具有重大影响。未来一段时间,团队将研究如何将捕获的碳有效地用于工业等领域。

 美 子

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