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【转载】前沿科技:碳捕获大突破——新材料可在CO₂排放前就将其过滤且成本极低

发布时间:2022-11-30 阅读:573次 作者:sinocalci

随着全球脱碳浪潮不断加速,而二氧化碳(CO₂)作为一种温室气体,科学家们正不断研究从化石燃料发电厂排放的废气中去除CO₂的方法,也就是在它进入大气层之前就及时“阻断”。据悉,全球大约30%的二氧化碳排放是由燃煤电厂造成的。

根据美国国家标准与技术研究所(NIST)的一项最新研究,一种简单、经济且可能重复使用的材料,有望帮助解决这个问题。这项研究成果已于近期发表在了《科学进展》杂志上。

这种材料就是甲酸铝。它是被称为金属有机框架(MOFs)的物质之一,MOF是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。作为一个群组,MOFs在过滤和分离有机材料(通常是化石燃料中的各种碳氢化合物)方面表现出了巨大的潜力。

据了解,一些MOFs在提炼天然气或分离汽油中的辛烷成分方面显示出前景,其他的MOFs则可能有助于降低塑料的制造成本或廉价地将一种物质转化为另一种。而它们进行这种分离的能力来自于其固有的多孔性。

科学家们将甲酸铝称为ALF,它具有将CO₂从其他气体中分离出来的天赋,这些混和气体通常从燃煤发电厂的烟囱中排出。与此同时,据该研究论文的主要作者之一,NIST的Hayden Evans说,它也没有其他碳过滤材料所具有的缺点。

“这项工作令人振奋的是,相对于其他高性能的二氧化碳吸附剂,ALF的性能确实很好,而且它整体稳定且制造简单。它是由两种很容易找到和很丰富的物质组成的,因此创造足够的ALF来广泛使用应该是可能的,而且成本非常低。”

具体而言,ALF是由氢氧化铝和甲酸制成的,这两种化学品在市场上很丰富,而且很容易得到。

Evans表示,它的成本将低于每公斤1美元,这比具有类似性能的其他材料的成本低100倍。低成本是很重要的,因为单个工厂的碳捕获可能需要多达数万吨的过滤材料。

不过,尽管这一新型材料颇具潜力,但ALF还不能立即开始运用。工程师们将需要设计一个工艺技术来大规模地制造ALF。燃煤电厂也需要一个兼容性测试过程,还需要在洗涤烟气之前降低烟气的湿度。

此外,捕获二氧化碳之后如何处理也是一个主要问题。Evans说:“现在,有许多科学家都在研究如何处理所有捕获的二氧化碳,我们最终有可能利用太阳能从水中分离出氢气,然后将氢气与二氧化碳结合,制造更多的甲酸。与ALF相结合,这是一个有助于地球的解决方案。”


原文转自:财联社


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