多种材料利用湿度变化实现空气捕碳

根据美国西北大学科学家的最新研究，有许多成本低、储量丰富的材料，可以利用湿度变化直接从空气中捕获碳。它们被称为“潜在的二氧化碳捕获方法之一”。新一期《环境科学与技术》杂志发表了相关论文。

虽然每个人都在努力减少碳排放，但预计未来几十年空气中二氧化碳的含量将进一步增加。利用湿度变化直接从空气中捕获碳的技术——直接气体捕获技术，预计将成为世界应对气候变化的战略核心。

离子交换树脂以前被广泛用于完成这项工作，这限制了直接气体捕捉技术的扩展范围。现在团队发现，直接气体捕捉技术的成本和能耗可以通过使用可持续、丰富、廉价的材料来降低，使其能够在更多的地方“展示自己的才华”。

该团队创建了一个结构化的实验框架，比较了各种纳米材料利用湿度变化捕获碳的潜力。这些材料包括金属氧化物纳米颗粒，如活性碳、纳米结构石墨、碳纳米管和片状石墨，以及金属氧化物纳米颗粒，包括铁、铝和锰氧化物。数据显示，氧化铝和活性炭捕获碳最快;氧化铁和纳米结构石墨捕获的二氧化碳最多。

该团队还证明了材料孔径对其捕碳能力的影响(多孔结构中的二氧化碳可居住空间)。通过平台观察每种材料，他们发现中等孔径范围(约50-150埃，1埃=10-10米)的捕碳效率最高。未来，人们可能会通过改变材料的结构来提高捕碳性能。

研究小组强调，由于成本高、技术复杂，传统的直接气体捕捉技术缺乏竞争力。最新平台涉及的材料几乎可以随时使用，可以与其他系统协调，有望为全球减排做出贡献。