雙碳研究 | 新材料或?qū)⑾破稹疤疾东@”技術(shù)革命

2022年，全球二氧化碳排放量超368億噸，而且這種情況并不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)放緩。全世界的工業(yè)和人們時(shí)時(shí)刻刻都在排放溫室氣體，加重大氣層污染，從而導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差、海洋溫度升高以及極端天氣頻發(fā)。

 

正因如此，世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人和研究人員開始更加重視地球工程等想法。地球工程包括所有人為干預(yù)地球氣候的技術(shù)，其中之一便是太陽(yáng)輻射管理，原理是向大氣層注入氣溶膠，將地球吸收的陽(yáng)光反射回太空，從而降低地球的溫度。還有直接空氣捕集（DAC）——本質(zhì)上是從大氣中吸走全部二氧化碳，達(dá)到“清潔”效果，并將二氧化碳儲(chǔ)存在吸收材料中。

 

然而，在碳捕獲的道路上仍存在一些障礙。首先，碳一經(jīng)捕獲就需要以某種方式安全儲(chǔ)存或處理，而這可能是個(gè)大問(wèn)題，因?yàn)樵S多人對(duì)社區(qū)埋藏有毒的二氧化碳容器提出異議。此外，碳一旦釋放到空氣中就會(huì)被稀釋，因此要從大氣中捕獲一定數(shù)量的碳十分困難。

 

理海大學(xué)（Lehigh University）的化學(xué)工程專家阿魯普·森古普塔（Arup SenGupta）稱，由于碳的濃度很低，吸收劑也起不了什么作用。然而，森古普塔和他的同事研究出了一種新的吸收劑，他聲稱這種吸收劑的碳捕獲能力是當(dāng)前DAC系統(tǒng)的三倍，克服了大氣中二氧化碳濃度低的障礙。因此，這種材料可能成為碳捕獲技術(shù)商業(yè)化和廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

 

森古普塔在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上發(fā)表了一篇論文，介紹這種新材料。具體來(lái)說(shuō)，這是一種混合銅基材料，可以更有效地捕獲大氣中的二氧化碳，其所需熱能更少，可以有效提高碳捕獲過(guò)程的效率。

 

不過(guò)，或許最重要的在于，該方法能夠利用海水將碳酸轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉（即小蘇打）。 森古普塔表示，這種材料可以在海洋中安全處理，有助于解決碳儲(chǔ)存或掩埋問(wèn)題。

 

在這一過(guò)程中，只要稍加修改，就可以將海水與吸收劑一起使用，把二氧化碳輕松地送回海洋。海洋可以成為一個(gè)無(wú)限大的碳匯，捕獲這個(gè)過(guò)程中移除的二氧化碳。

 

森古普塔表示，已經(jīng)有公司對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感興趣，并且可以大量生產(chǎn)這種材料。但他承認(rèn)，為了使這種碳捕獲過(guò)程產(chǎn)生實(shí)際效果，需要世界上一些最大的且有影響力的國(guó)家（和污染源）支持。桑古普塔稱，這不僅僅事關(guān)兩三個(gè)國(guó)家，DAC工廠可以建在各大洲500個(gè)不同的地方。

 

地球工程也確實(shí)招致了不少批評(píng)。例如，有人可能會(huì)說(shuō)，該工程會(huì)縱容石油公司繼續(xù)污染地球。畢竟，如果我們可以輕易吸走空氣中的二氧化碳，那他們?yōu)槭裁床焕^續(xù)開采石油和煤炭呢？然而事實(shí)上，甚至聯(lián)合國(guó)和白宮也已經(jīng)開始研究太陽(yáng)輻射管理和碳捕獲，將其作為應(yīng)對(duì)氣候變化的可行方法。

 

編譯：沈奇源（期刊部）

 

審校：張貝思（期刊部）

 

編輯：沈奇源（期刊部）