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捕捉空氣中的二氧化碳 新材料帶來(lái)新思路
2025年01月20日 13:35:57
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4123
近日，美國(guó)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(guó)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(jiàn)的化合物，通過(guò)人類和動(dòng)物的呼吸和有機(jī)物的燃燒排放到空氣中，通過(guò)植物的光合作用消耗掉。 而隨著時(shí)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(dòng)對(duì)于大氣的負(fù)擔(dān)也因此加劇，我們?nèi)粘Ｓ秒娨约敖煌ǔ鲂?，均?huì)排放大量的二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球二氧化碳排放總量中，有53%發(fā)電廠和交通運(yùn)輸業(yè)，其余則來(lái)自工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和住宅建筑等人類活動(dòng)。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(lái)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(yáng)光從地球大氣層透射進(jìn)來(lái)并加熱地面后，由于熱量無(wú)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(yáng)光的紅外輻射，并隨后以較長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外輻射形式重新釋放能量。這一過(guò)程會(huì)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(guò)了地球自我消化的極限，那么溫室效應(yīng)也會(huì)隨之超過(guò)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(guò)管理二氧化碳來(lái)治理溫室效應(yīng)，“捕碳”便成為了一個(gè)重要的話題。顧名思義，“捕碳”的主要工作就是抓取人類活動(dòng)排放的或者是大氣中濃度超標(biāo)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(lái)，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(jìn)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(rèn)為是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要突破口。
而此次辛辛那提大學(xué)提出的成果，無(wú)疑是該領(lǐng)域的一針強(qiáng)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(guò)電能驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)二氧化碳的高效捕獲。并且在超2000次的捕獲實(shí)驗(yàn)中，整個(gè)系統(tǒng)保持了穩(wěn)定的性能，同時(shí)也沒(méi)有出現(xiàn)材料降解的情況。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的推算，該系統(tǒng)理論上有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)超萬(wàn)次的碳捕獲循環(huán)，因此經(jīng)濟(jì)效益也非常可觀。
當(dāng)然該團(tuán)隊(duì)還不滿足于此，目前該研究正在考慮從節(jié)能層面獲得進(jìn)一步突破，嘗試用熱水代替電力作為驅(qū)動(dòng)能源。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)未來(lái)會(huì)走進(jìn)我們生活，為雙碳目標(biāo)獻(xiàn)力。
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