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捕捉空氣中的二氧化碳 新材料帶來新思路
2025年01月20日 13:35:57
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：4605
近日，美國辛辛那提大學(xué)科學(xué)家研制出了一種新型空氣碳捕獲系統(tǒng)，這種捕獲系統(tǒng)以碳纖維和特殊的吸附材料制成能夠高效的捕獲空氣中的二氧化碳，并且性能穩(wěn)定且極具普適性。
近日，美國辛辛那提大學(xué)科學(xué)家研制出了一種新型空氣碳捕獲系統(tǒng)，這種捕獲系統(tǒng)以碳纖維和特殊的吸附材料制成能夠高效的捕獲空氣中的二氧化碳，并且性能穩(wěn)定且極具普適性。
二氧化碳是空氣中常見的化合物，通過人類和動物的呼吸和有機物的燃燒排放到空氣中，通過植物的光合作用消耗掉。 而隨著時代的發(fā)展，工業(yè)技術(shù)的發(fā)展同樣造成了二氧化碳排放量的增加，人類活動對于大氣的負擔(dān)也因此加劇，我們?nèi)粘Ｓ秒娨约敖煌ǔ鲂校鶗欧糯罅康亩趸肌?jù)統(tǒng)計，目前全球二氧化碳排放總量中，有53%發(fā)電廠和交通運輸業(yè)，其余則來自工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和住宅建筑等人類活動。而與排放量相比，大自然所能吸收轉(zhuǎn)化的二氧化碳量十分有限，僅僅依靠大自然來固碳，顯然已經(jīng)滿足不了發(fā)展的需求。這也直接導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的出現(xiàn)。
溫室效應(yīng)的本質(zhì)是太陽光從地球大氣層透射進來并加熱地面后，由于熱量無法散發(fā)出去，從而產(chǎn)生的一種空間內(nèi)保持溫暖的情況。而二氧化碳分子能吸收太陽光的紅外輻射，并隨后以較長波長的紅外輻射形式重新釋放能量。這一過程會減緩地面熱量向太空的散發(fā)速度，從而加劇溫室溫室效應(yīng)。因此如果二氧化碳超過了地球自我消化的極限，那么溫室效應(yīng)也會隨之超過閾值，并不斷加劇。這也是為什么二氧化碳被定為主要的溫室氣體，并且成為了治理溫室效應(yīng)的重要突破口。
而提到通過管理二氧化碳來治理溫室效應(yīng)，“捕碳”便成為了一個重要的話題。顧名思義，“捕碳”的主要工作就是抓取人類活動排放的或者是大氣中濃度超標的那部分二氧化碳，并將其處理。
得益于政策支持與技術(shù)發(fā)展，近年來，全球范圍內(nèi)“捕碳”技術(shù)都獲得了較為可觀的發(fā)展，并且大體上都朝著低成本、高效率、規(guī)模化的方向進行技術(shù)革新，尤其是直接空氣捕集等新型捕碳技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，更被認為是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要突破口。
而此次辛辛那提大學(xué)提出的成果，無疑是該領(lǐng)域的一針強心劑。該校推出的碳捕獲系統(tǒng)利用特制的碳纖維包裹蜂窩狀塊體，塊體表面涂有特殊的吸附材料，通過電能驅(qū)動實現(xiàn)二氧化碳的高效捕獲。并且在超2000次的捕獲實驗中，整個系統(tǒng)保持了穩(wěn)定的性能，同時也沒有出現(xiàn)材料降解的情況。根據(jù)團隊的推算，該系統(tǒng)理論上有機會實現(xiàn)超萬次的碳捕獲循環(huán)，因此經(jīng)濟效益也非常可觀。
當(dāng)然該團隊還不滿足于此，目前該研究正在考慮從節(jié)能層面獲得進一步突破，嘗試用熱水代替電力作為驅(qū)動能源。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)未來會走進我們生活，為雙碳目標獻力。
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