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利用湿度捕碳？新研究探索材料的捕碳能力
2025年04月07日 11:54:15
来源：Ky开元集团 作者：小王 点击量：6029
最近美国西北大学科学家开展一项新的研究，将目标放到了捕碳材料本身，并发现了多种成本低且储量丰富，可以依靠湿度变化直接从空气中捕碳的材料，有望发展处更具潜力的二氧化碳捕获方法。
碳排放是社会发展，城市化建设过程中不可避免的情况，人类的活动几乎每时每刻都伴随着碳排。与此同时，碳排也是造成温室效应的诱因。因此，理想情况，将碳足迹控制在环境自我调节的范围内是解决温室效应，促进环境可持续发展的关键。而这便是目前全球范围内，众多国家都在努力触及的“双碳”目标。
而在这个过程中，“捕碳”起到了至关重要的作用。所谓捕碳，即碳捕捉与封存，概括来说，指的是利用技术手段将工业生产、能源利用等过程中排放的二氧化碳(CO?)分离出来，并运输到特定地点进行长期封存，以减少大气中温室气体浓度的技术体系。
目前常用的捕碳方法包括气体分离膜法、气体吸附法、富氧燃烧捕捉技术、直接空气捕集(DAC)技术等，但是这些技术普遍存在三个问题，即成本、能耗、大规模适用性。简单来说就是成本高昂，能耗较高，大规模应用稳定性欠佳。而这也是为什么捕碳技术现阶段商业化普及度较低的原因。
而就在最近美国西北大学科学家开展一项新的研究，将目标放到了捕碳材料本身，并发现了多种成本低且储量丰富，可以依靠湿度变化直接从空气中捕碳的材料，有望发展处更具潜力的二氧化碳捕获方法。
据悉，团队创建了一个结构化的实验框架，比较了包括活性炭、纳米结构石墨、碳纳米管和片状石墨等碳质材料、以及包括铁、铝和锰氧化物在内的金属氧化物纳米颗粒在内，多种纳米材料利用湿度变化捕碳的潜力。实验结果证明了氧化铝和活性炭在捕碳速度上具备优势，氧化铁和纳米结构石墨在捕碳量上具备优势。并且实验证明了约50至150埃的中等孔径范围材料，捕碳效率最高。
基于此，团队证明了通过使用可持续、丰富且廉价的材料，能够有效降低直接空气捕获技术的成本和能耗。并且这种方法与传统的气体吸附法一样，具备了操作简便、适应性强的优势，同时还能够灵活应用在复杂气体成分的工业废气处理中。更重要的是，该技术还有与其他系统协同作用的可行性。相信，随着技术的进步和规模的扩大，该成果能够帮助捕碳技术实现成本降低，以及应用范围的不断扩大。
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