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新法快速回收空气中二氧化碳
来源:科技日报 | 作者:proac3c72 | 发布时间: 2021-08-27 | 4594 次浏览 | 分享到:

东京都立大学开发出了可以回收空气中的二氧化碳、吸收效率最大能达到目前二氧化碳捕集物质10倍的方法。如果推广普及,到2050年人类排放的二氧化碳大部分都有望回收。

二氧化碳在空气中的浓度约为0.04%。直接空气捕集技术有利用胺等物质吸附的方法,利用离子交换膜分离的方法,以及将二氧化碳变成干冰进行分离的方法等。但这些方法都无法高效回收低浓度的二氧化碳。

与上述几种方法相比,此次发现的新物质可以高效回收二氧化碳。普通的胺与二氧化碳以2比1的比例结合,而新物质以1比1的比例结合。这种特性实现了高回收效率。此外,通过改变溶解新物质的溶剂量等,效率最高可以提高10倍。(记者陈超)


东京都立大学的山添诚司教授介绍说「这个方式的确是偶然的産物」,这种物质本身并非首次被发现。工厂的废气处理主要使用具有吸收二氧化碳的性质、名为胺的物质。据悉此次确认的物质与胺的结构略有不同,此前已经广为人知。这种卓越的二氧化碳吸收能力达10倍的物质是研究室的学生偶然在进行其他研究的实验之时发现的。二氧化碳通过这种物质形成白色固体并沉淀。这是罕见的现象,通过分析二氧化碳的浓度发现,该物质吸收二氧化碳的速度是通常的胺的5~10倍。山添教授表示,「虽然这种物质此前已经为人所知,但其吸收能力可能没有得到研究」。

空气中二氧化碳的浓度约为0.04%。要实现脱碳社会,不仅是工厂等排放的高浓度二氧化碳,回收空气中低浓度的二氧化碳、即直接空气碳捕集也是实现碳中和的关键。直接空气碳捕集后通过触媒反应将其变为有用品,实现废物利用和可持续生态循环。

在直接空气碳捕集领域,过去设想的方式包括利用胺等物质吸附、以离子交换膜等进行分离、以及将二氧化碳变为乾冰来进行分离等。但是,这些均无法高效回收低浓度的二氧化碳。据悉此次确认的新物质可在100摄氏度以下能解决该课题,是一种非常有潜力的直接空气低浓度碳捕集法。

通常的胺是以2比1的比例与二氧化碳结合,而新物质则以1比1结合。该特性是吸收二氧化碳效率高的原因。另外通过不断调节溶解新物质的溶剂量等措施,可实现了最大10倍的效率。新物质每500克的价格超过5000日元(约300人民币),是普通胺的2倍以上。不过,具备此前10倍这一较高的吸收能力,山添教授表示「按吸收一定二氧化碳时的成本来比较,(新物质)更为优越」。如果未来新物质的流通量增加,价格也会相应下降,对推广将会更加有利。此外,使用过的化合物质基本上可以100%被重新利用。

目前该技术实用化面临的课题是溶解新物质所需的溶剂。溶剂在使用过程中会蒸发减少。研究人员正在研究选择不易蒸发的溶剂,或构建将溶剂蒸发部分冷却后重新利用的系统等。新方式已在2020年申请专利。据悉目前多家化工和能源相关企业对该技术表示兴趣。今后技术研发小组将与这些企业展开合作,力争在5~10年后建设验证实验设备,2030年实现实用化。计划在2050年之前广泛普及推广,为全球碳中和、碳达峰做出实际贡献。








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