[科普中國]-低成本的二氧化碳捕集？向潛水裝備學(xué)習(xí)一下

翻譯：蔡導(dǎo)

編輯：大慶

在潛水時人們常常會使用循環(huán)呼吸器在水下保持長時間氧氣充足的狀態(tài)。時間久了，呼吸器中也不會灌滿二氧化碳，這是因?yàn)槠渲刑畛淞藟A石灰，能夠瞬間與呼出的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣固體，因此呼出的空氣就可以重復(fù)使用。

（圖片來源：Pixabay）

研究人員從這種省時省力處理二氧化碳的方法中受到了啟發(fā)，開發(fā)了一種從工廠和電站煙氣中捕獲二氧化碳的新方法。 這套體系的核心是一種天然有機(jī)化合物，叫做胍（gu?。? 。胍能夠迅速吸收二氧化碳，反應(yīng)形成微小的碳酸氫鹽晶體。研究人員表示，這種方法比現(xiàn)有的最先進(jìn)的碳捕集技術(shù)耗能更低。

前不久，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的研究者們展示了這個實(shí)驗(yàn)過程：首先，他們制備了胍的水溶液，當(dāng)含有 二氧化碳的煙氣通過該溶液時，胍與二氧化碳迅速反應(yīng)，生成鹽晶體沉淀，所以煙 氣排出時就不再是污染環(huán)境的廢氣了。

(圖片來源：Pixabay)

光是吸收二氧化碳其實(shí)不足為奇，這套方法的過人之處在于無限次循環(huán)利用 。一旦煙氣中的二氧化碳被充分捕集，研究者們就可以過濾出鹽晶體，將其置于適當(dāng)容器中加熱。當(dāng)晶體加熱到120攝氏度時會放出二氧化碳，并析出胍。此時的二氧化碳因?yàn)橐驯环蛛x，便于收集，不會因?yàn)橹苯优欧哦廴经h(huán)境；同時，析出的胍溶解到水里就可以重復(fù)利用?？茖W(xué)家們表示，按這種方法，適量的胍就可以無限次循環(huán)使用，完美解決二氧化碳亂排亂放的問題。

研究團(tuán)隊(duì)計(jì)算發(fā)現(xiàn)， 這個過程比當(dāng)下使用的液體吸收劑捕集二氧化碳的能耗低24% ，這是由于從液體吸附劑需要更多的熱能才能從中脫出二氧化碳，而且液體吸附劑會隨時間揮發(fā)或分解，可循環(huán)性不高。與之相對的是，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在10次吸收循環(huán)之后，固體胍吸收劑幾乎沒有損耗。

這項(xiàng)成果發(fā)表在《化學(xué)》（ Chem ）雜志上。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)、此項(xiàng)工作的化學(xué)家拉杜·卡斯特爾西（Radu Custelcean）表示：“為了遏制氣候變化，我們每年都要捕獲數(shù)十億噸二氧化碳，捕 集過程的成本一直是令人頭大的問題。但是該項(xiàng)新技術(shù)的 循環(huán)過程耗能極低，顯著降低了碳捕集過程的成本。 ”

(圖片來源：Pixabay)

雖然這種新技術(shù)從各方面都能夠勝任，但研究者們?nèi)匀挥X得有一些問題需要解決：比如吸附劑吸收的速率較慢，而且無法一次吸收太多的二氧化碳。卡斯特爾西表示，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在“正通過將胍這種吸附劑與傳統(tǒng)吸附劑（如氨基酸）結(jié)合起來，以求解決這個問題。”

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排版：大慶

題圖來源：Pixabay

參考文獻(xiàn): Neil J. Williams et al. CO2 Capture via Crystalline Hydrogen-Bonded Bicarbonate Dimers. Chem, 2019.

文章來源：

http: //www.anthropocenemagazine.org/2019/02/carbon-capture-technology-mimics-scuba-gear/（本文由Storythings供稿 ）