據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，一些科學(xué)家認(rèn)為如果我們要遏制氣候變化的最壞情況，僅僅通過(guò)減少未來(lái)的二氧化碳排放是不夠的 - 我們需要捕捉空氣中已經(jīng)存在的二氧化碳。從空氣中捕獲碳并將其隔離是一種可行的策略，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新方法，可以將二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化為固態(tài)“煤”，然后將其儲(chǔ)存在地下，甚至將其用于電子元件。
許多項(xiàng)目目前正在嘗試從排放點(diǎn)捕獲碳的新方法。氣體通過(guò)金屬有機(jī)骨架、多孔粉末、氣泡狀膜或由粘土或咖啡渣制成的材料來(lái)吸收。但如何處理捕獲的碳呢？在從這些捕獲材料中提取之后，然后可以將氣體重新用于制造混凝土、碳酸飲料或燃料，或者可以將更多的氣體藏在地下。為了儲(chǔ)存二氧化碳，它通常被壓縮成液體形式或與水結(jié)合，然后注入地下深處。據(jù)報(bào)道，短短兩年內(nèi)其與玄武巖巖石相互作用并凝固成碳酸鹽礦物。
但是其他研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程可能沒(méi)有看起來(lái)那么有效。麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只有一層薄薄的頂層變硬 - 下面還是一個(gè)很大的氣體袋。這使得它暫時(shí)遠(yuǎn)離大氣層，但未來(lái)可能會(huì)泄漏并將其全部釋放回空中。
因此，這項(xiàng)新的研究開(kāi)始著手將碳固化在地下之前進(jìn)行固化，使其沒(méi)有機(jī)會(huì)“逃脫”。該團(tuán)隊(duì)由來(lái)自澳大利亞、德國(guó)、中國(guó)和美國(guó)的研究人員組成。
新方法的關(guān)鍵是液態(tài)金屬催化劑，由鎵合金和鈰組成。研究團(tuán)隊(duì)首先將二氧化碳溶解在含有電解液的燒杯中，然后加入少量液態(tài)金屬催化劑。當(dāng)施加電流時(shí)，催化劑化學(xué)活化混合物的表面，其緩慢地將二氧化碳轉(zhuǎn)化成固體碳片。
該催化劑被設(shè)計(jì)成優(yōu)良的電導(dǎo)體，并且有效地進(jìn)行反應(yīng)。因?yàn)樗且环N液體，碳片不會(huì)粘在它上面，如果它是一種固體催化劑，它們往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。這可以使它運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間而不會(huì)結(jié)垢。
研究人員表示，這個(gè)過(guò)程可以在室溫下完成，不同于其他需要高溫的碳轉(zhuǎn)化過(guò)程，那些會(huì)消耗大量的能量。該方法同時(shí)可以在具有相對(duì)便宜和普通設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室中完成，并且具有小的電源。
“迄今為止，二氧化碳僅在極高的溫度下轉(zhuǎn)化為固體，使其在工業(yè)上不可行，”該研究的作者Torben Daeneke表示。“通過(guò)使用液態(tài)金屬作為催化劑，我們已經(jīng)證明可以在室溫下將氣體轉(zhuǎn)化為碳，這是一個(gè)高效且可擴(kuò)展的過(guò)程。雖然需要做更多的研究，但這是提供碳固體儲(chǔ)存的關(guān)鍵的第一步。”
一旦碳固化，就可以無(wú)限期地安全地儲(chǔ)存在地下，而不用擔(dān)心它會(huì)泄漏回大氣中。但有趣的是，這不是唯一可能的結(jié)果。
“該過(guò)程的一個(gè)附帶好處是碳可以保持電荷，成為一個(gè)超級(jí)電容器，因此它可能被用作未來(lái)車輛的一個(gè)組件，”該研究的第一作者Dorna Esrafilzadeh說(shuō)道。“該工藝還生產(chǎn)合成燃料作為副產(chǎn)品，也可以用于工業(yè)應(yīng)用。”
該技術(shù)有很大的潛力幫助從大氣中去除溫室氣體，但與任何這類研究一樣，這還需要進(jìn)行更多的研究，以確定在工業(yè)規(guī)模上、從物流和經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看它的效果如何。
該研究發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。
原標(biāo)題：科學(xué)家利用液態(tài)金屬將二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化為固體“煤”
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