多种材料利用湿度变化实现空气捕碳

有多种成本低且储量丰富的材料，可利用湿度变化，直接从空气中捕碳。图片来源：美国西北大学

科技日报北京4月6日电（记者刘霞）美国西北大学科学家开展的一项最新研究表明，有多种成本低且储量丰富的材料，可利用湿度变化，直接从空气中捕碳。他们称之为“最富潜力的二氧化碳捕获方法之一”。相关论文发表于新一期《环境科学与技术》杂志。

尽管人们为减少碳排放付出了艰辛努力，但预计未来几十年大气中二氧化碳的含量仍将进一步增加。利用湿度变化直接从空气中捕碳的技术——直接空气捕获技术，预计将成为全球应对气候变化的战略核心。

此前普遍使用离子交换树脂来完成这一工作，这限制了直接空气捕获技术的扩展范围。团队现在发现，可通过使用可持续、丰富且廉价的材料，来降低直接空气捕获技术的成本和能耗，使其能在更多地方“大显身手”。

团队创建了一个结构化的实验框架，比较了多种纳米材料利用湿度变化捕碳的潜力。这些材料包括活性炭、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。结果显示，氧化铝和活性炭的捕碳速度最快；而氧化铁和纳米结构石墨捕获的二氧化碳最多。

团队也证明了材料孔径（多孔材料中二氧化碳可栖息的空间）对其捕碳能力的影响。通过系统观察每种材料，他们发现，中等孔径范围（约50至150埃，1埃=10-10米）捕碳效率最高。未来，人们或许可通过改变材料的结构来提高其捕碳性能。

研究团队强调，由于成本高昂且技术复杂，传统直接空气捕获技术缺乏竞争力。最新平台涉及到的材料几乎可在任何地方使用，并能与其他系统协同作用，有望为全球减排事业贡献一臂之力。