双碳研究 | 新材料或将掀起“碳捕获”技术革命

2022年，全球二氧化碳排放量超368亿吨，而且这种情况并不会在短时间内放缓。全世界的工业和人们时时刻刻都在排放温室气体，加重大气层污染，从而导致空气质量变差、海洋温度升高以及极端天气频发。

 

正因如此，世界各国领导人和研究人员开始更加重视地球工程等想法。地球工程包括所有人为干预地球气候的技术，其中之一便是太阳辐射管理，原理是向大气层注入气溶胶，将地球吸收的阳光反射回太空，从而降低地球的温度。还有直接空气捕集（DAC）——本质上是从大气中吸走全部二氧化碳，达到“清洁”效果，并将二氧化碳储存在吸收材料中。

 

然而，在碳捕获的道路上仍存在一些障碍。首先，碳一经捕获就需要以某种方式安全储存或处理，而这可能是个大问题，因为许多人对社区埋藏有毒的二氧化碳容器提出异议。此外，碳一旦释放到空气中就会被稀释，因此要从大气中捕获一定数量的碳十分困难。

 

理海大学（Lehigh University）的化学工程专家阿鲁普·森古普塔（Arup SenGupta）称，由于碳的浓度很低，吸收剂也起不了什么作用。然而，森古普塔和他的同事研究出了一种新的吸收剂，他声称这种吸收剂的碳捕获能力是当前DAC系统的三倍，克服了大气中二氧化碳浓度低的障碍。因此，这种材料可能成为碳捕获技术商业化和广泛应用的转折点。

 

森古普塔在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表了一篇论文，介绍这种新材料。具体来说，这是一种混合铜基材料，可以更有效地捕获大气中的二氧化碳，其所需热能更少，可以有效提高碳捕获过程的效率。

 

不过，或许最重要的在于，该方法能够利用海水将碳酸转化为碳酸氢钠（即小苏打）。 森古普塔表示，这种材料可以在海洋中安全处理，有助于解决碳储存或掩埋问题。

 

在这一过程中，只要稍加修改，就可以将海水与吸收剂一起使用，把二氧化碳轻松地送回海洋。海洋可以成为一个无限大的碳汇，捕获这个过程中移除的二氧化碳。

 

森古普塔表示，已经有公司对这项技术感兴趣，并且可以大量生产这种材料。但他承认，为了使这种碳捕获过程产生实际效果，需要世界上一些最大的且有影响力的国家（和污染源）支持。桑古普塔称，这不仅仅事关两三个国家，DAC工厂可以建在各大洲500个不同的地方。

 

地球工程也确实招致了不少批评。例如，有人可能会说，该工程会纵容石油公司继续污染地球。毕竟，如果我们可以轻易吸走空气中的二氧化碳，那他们为什么不继续开采石油和煤炭呢？然而事实上，甚至联合国和白宫也已经开始研究太阳辐射管理和碳捕获，将其作为应对气候变化的可行方法。

 

编译：沈奇源（期刊部）

 

审校：张贝思（期刊部）

 

编辑：沈奇源（期刊部）