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根据外国媒体的新地图集,一些科学家认为,如果我们要遏制气候变化最严重的情况,仅仅减少未来的二氧化碳排放是不够的——我们需要捕获已经存在于空气中的二氧化碳。从空气中捕获碳并将其隔离是一个可行的策略。现在,科学家们已经开发出一种新的方法,将二氧化碳气体转化为固体“煤”,并将其储存在地下,甚至用于电子元件。

科学家利用液态金属将二氧化碳气体转化为固体“煤”

许多项目目前正在尝试从排放点捕获碳的新方法。气体被金属有机骨架、多孔粉末、气泡膜或粘土或咖啡渣制成的材料吸收。但是捕获的碳呢?从这些捕获材料中提取气体后,这些气体可以再利用,制成混凝土、碳酸饮料或燃料,或者更多的气体可以储存在地下。为了储存二氧化碳,通常将其压缩成液体或与水结合,然后注入地下深处。据报道,在短短两年内,它与玄武岩相互作用,凝固成碳酸盐矿物。

但其他研究发现,这一过程可能没有看上去那么有效。麻省理工学院的一项调查发现,只有一层很薄的表层硬化了,下面还有一个大气囊。这使它暂时远离大气,但将来它可能会泄漏出来,并将其全部释放回空气中。

因此,这项新的研究开始在碳在地下凝固之前将其固化,因此它没有机会“逃逸”。该小组由来自澳大利亚、德国、中国和美国的研究人员组成。

新方法的关键是液态金属催化剂,它由镓合金和铈组成。研究小组首先将二氧化碳溶解在含有电解质的烧杯中,然后加入少量液态金属催化剂。当施加电流时,催化剂会化学地激活混合物的表面,从而缓慢地将二氧化碳转化为固体碳板。

催化剂被设计成一种优良的导体并能有效地反应。因为它是液体,所以碳片不会粘在上面。如果是固体催化剂,他们往往会这样做。这允许它在不缩放的情况下运行更长时间。

科学家利用液态金属将二氧化碳气体转化为固体“煤”

研究人员说,这一过程可以在室温下完成,不像其他需要高温的碳转化过程,高温会消耗大量的能量。这种方法可以在实验室中用比较便宜的普通设备实现,而且电源也比较小。

“到目前为止,二氧化碳只能在很高的温度下转化为固体,这使得它在工业上不可行,”这项研究的作者TorbenDaeneke说。以液态金属为催化剂,证明了在室温下气体可以转化为碳,这是一种高效、可扩展的过程。虽然还需要更多的研究,但这是提供固体碳储存的关键第一步。

一旦碳凝固,就可以无限期地安全地储存在地下,而不必担心泄漏回大气中。但有趣的是,这并不是唯一可能的结果。

该研究的主要作者Dorna Esrafilzadeh说:“这一过程的一个好处是碳能保持电荷并成为超级电容器,因此它可以作为未来汽车的一个组成部分。”该工艺还生产作为副产品的合成燃料,也可用于工业应用。”

这项技术有很大的潜力帮助消除大气中的温室气体,但像任何这样的研究一样,需要更多的研究来确定它在工业规模、物流和经济方面的有效性。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。