第第頁MIT科學(xué)家發(fā)現(xiàn)從大氣中捕捉二氧化碳新方法能耗低效率高麻省理工學(xué)院（MIT）開發(fā)出一種可從空氣中去除二氧化碳的新方法，有機會成為對抗氣候變化的利器。

要從其他氣體流中去除二氧化碳，大多數(shù)方法都需要相當(dāng)高的濃度，如化石燃料發(fā)電廠排煙管的濃度，而MIT的新技術(shù)可以應(yīng)用在幾乎任何濃度的二氧化碳，甚至可低至400ppm。研究人員說，目前已經(jīng)有一些可應(yīng)用于低濃度的新技術(shù)，但是MIT的新方法耗能較低、成本也較低。

MIT博士后研究員沃斯基安（SahagVoskian）在博士班期間開發(fā)出這個系統(tǒng)。他和化工學(xué)系教授哈頓（T.AlanHatton）將本研究發(fā)表于《能源與環(huán)境科學(xué)》(EnergyandEnvironmentalScience)期刊。

這個新技術(shù)的基本流程是讓空氣通過一組帶電的電化學(xué)板。整個設(shè)備是個可從空氣或其他氣體流中吸收二氧化碳的大型特殊電池，充電時空氣流過其電極，放電時釋放出氣體。

運作時，該設(shè)備就是不斷重復(fù)充電跟放電，充電時將新鮮空氣或原料氣體吹入系統(tǒng)，放電過程中吹出純濃縮二氧化碳。

隨著電池充電，電極堆中每一個電極的表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。這些電極上涂著納米碳管復(fù)合而成的聚蒽醌（polyanthraquinone）。這些電極對二氧化碳具有天然的親和力，即使在濃度很低的情況下也很容易與空氣或進料氣體中的分子發(fā)生反應(yīng)。

電池放電時會發(fā)生逆反應(yīng)。在此過程中，該設(shè)備可以提供整個系統(tǒng)所需的部分電源，并且可以噴射出純的二氧化碳。整個系統(tǒng)在室溫和正常氣壓下運行。

沃斯基安解釋：“與大多數(shù)其他碳捕獲或碳吸收技術(shù)相比，這個技術(shù)的最大優(yōu)勢是吸附劑對二氧化碳的親和力具有二元性質(zhì)。”

也就是說，電極材料的性質(zhì)“要不親和力很高，要不沒有親和力”，取決于電池的充電或放電狀態(tài)。其他碳捕獲技術(shù)的反應(yīng)則需要中間化學(xué)處理步驟或熱量、壓力差等能量輸入。

“這種二元親和力可以捕獲任何濃度的二氧化碳，包括400ppm，并可釋放到任何載流中，包括100%二氧化碳。”

讓空氣通過一組帶電的電化學(xué)板，即可輕易地吸取二氧化碳。照片來源：MIT新聞稿

部分軟性飲料裝瓶廠會燃燒化石燃料以產(chǎn)生二氧化碳，用于制作氣泡飲料。同樣地，有些農(nóng)民會燃燒天然氣產(chǎn)生二氧化碳，飼育溫室里的植物。沃斯基安說，新系統(tǒng)可以讓這些應(yīng)用不再需要化石燃料，也可以將溫室氣體從空氣中清除。

或者也可以將純二氧化碳氣流壓縮，注入地下以進行長期處理，甚至透過一系列化學(xué)和電化學(xué)過程制成燃料。

沃斯基安說，這個系統(tǒng)捕獲和釋放二氧化碳的過程都是革命性的進展，“所有過程都在室溫發(fā)生，不需要熱、壓力或化學(xué)輸入，只需這些兩個表面都能作用的薄片，可以堆棧在盒子中并接上電源。”

在工廠中，像是會不斷產(chǎn)生廢氣的發(fā)電廠，可以并排設(shè)置兩組這樣的電化學(xué)電池堆同時交替運作，將煙氣導(dǎo)向第一組進行碳捕集，第一組進入放電狀態(tài)時就導(dǎo)到第二組，如此系統(tǒng)可以一直同時捕獲和排出氣體。

在實驗室中，該團隊已經(jīng)證明該系統(tǒng)可以承受至少7,000次充放電循環(huán)，在這段時間內(nèi)效率損失30%。研究人員估計，他們可以輕松地將其提高到20,000至50,000個循環(huán)。

電極本身可以用標準化學(xué)處理方法制造。沃斯基安說，雖然目前制造工作仍是在實驗室環(huán)境中完成，但可以調(diào)整成用類似報紙印刷機的卷對卷制造工藝大量生產(chǎn)。他說：“我們已經(jīng)開發(fā)出非常具有成本效益的技術(shù)，”他估計，這種材料的生產(chǎn)成本大約為每平方米的電極數(shù)十美元。

與其他現(xiàn)有的碳捕獲技術(shù)相比，該系統(tǒng)能源效率很高，每捕獲一噸二氧化碳使用約一千兆焦耳的能量，而且始終如一。沃斯基安說，其他現(xiàn)有方法的能耗依進氣二氧化碳濃度不同，每噸介于10億到100億焦耳之間。

研究人員成立了一家名叫Verdox的