日本科學(xué)家開發(fā)出了一款新的碳捕集系統(tǒng)，其能以前所未有的性能直接從大氣中清除二氧化碳，效率高達(dá)99%，且捕集二氧化碳的速度至少是現(xiàn)有系統(tǒng)的兩倍，成為迄今處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統(tǒng)，有望開啟直接空氣捕集新時(shí)代。研究成果近日發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)旗下環(huán)境類期刊《ACS Environmental Au》上。

目前，為大幅降低大氣中二氧化碳的含量，各種碳捕集技術(shù)紛至沓來(lái)，但這些系統(tǒng)的大規(guī)模部署仍面臨不少障礙。最大的挑戰(zhàn)在于這些碳捕集技術(shù)，特別是直接空氣捕獲(DAC)系統(tǒng)的效率還比較低下。

日本東京都會(huì)大學(xué)教授山添誠(chéng)司領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)一直在研究被稱為“液—固相分離系統(tǒng)”的DAC技術(shù)。現(xiàn)有DAC系統(tǒng)都涉及讓空氣在液體內(nèi)流動(dòng)，液體與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，越來(lái)越多反應(yīng)產(chǎn)物積聚在液體中，反應(yīng)變得越來(lái)越慢。而液—固相分離系統(tǒng)提供了一種更好的溶液，其中反應(yīng)產(chǎn)物不溶于其中，會(huì)以固體形式析出。液體中由于沒有產(chǎn)物的積聚，反應(yīng)速度也不會(huì)太慢。

該團(tuán)隊(duì)對(duì)液態(tài)胺化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改，以優(yōu)化反應(yīng)速度和效率，使其能夠處理二氧化碳濃度范圍介于400ppm(百萬(wàn)分之一)和30%之間的空氣。他們發(fā)現(xiàn)，異佛爾酮二胺溶液可將空氣中99%的二氧化碳轉(zhuǎn)化為固體氨基甲酸沉淀物，且散落在溶液中的固體只需加熱到60攝氏度即可將捕獲的二氧化碳完全釋放出來(lái)，使原始液體能被回收。結(jié)果表明，系統(tǒng)去除空氣中二氧化碳的速度至少是目前領(lǐng)先的DAC實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的兩倍。

研究團(tuán)隊(duì)指出，新系統(tǒng)擁有前所未有的性能和穩(wěn)定性，對(duì)大規(guī)模部署碳捕集系統(tǒng)具有重大影響。除進(jìn)一步改善系統(tǒng)之外，他們也在研究如何將捕獲的碳有效地用于工業(yè)等領(lǐng)域。

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