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低濃度二氧化碳快速集獲器面世
2022-06-01 10:56:25   來源:科技日報

日本科學家開發出了一款新的碳捕集系統,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99%,且捕集二氧化碳的速度至少是現有系統的兩倍,成為迄今處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統,有望開啟直接空氣捕集新時代。研究成果近日發表在美國化學學會旗下環境類期刊《ACS Environmental Au》上。

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

日本東京都會大學教授山添誠司領導的團隊一直在研究被稱為“液—固相分離系統”的DAC技術。現有DAC系統都涉及讓空氣在液體內流動,液體與二氧化碳發生化學反應。但隨著反應的進行,越來越多反應產物積聚在液體中,反應變得越來越慢。而液—固相分離系統提供了一種更好的溶液,其中反應產物不溶于其中,會以固體形式析出。液體中由于沒有產物的積聚,反應速度也不會太慢。

該團隊對液態胺化合物的結構進行了修改,以優化反應速度和效率,使其能夠處理二氧化碳濃度范圍介于400ppm(百萬分之一)和30%之間的空氣。他們發現,異佛爾酮二胺溶液可將空氣中99%的二氧化碳轉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,使原始液體能被回收。結果表明,系統去除空氣中二氧化碳的速度至少是目前領先的DAC實驗室系統的兩倍。

研究團隊指出,新系統擁有前所未有的性能和穩定性,對大規模部署碳捕集系統具有重大影響。除進一步改善系統之外,他們也在研究如何將捕獲的碳有效地用于工業等領域。


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