联合国最近的一份报告发现,为了防止灾难性的气候变化,人类不仅需要在短短几年内大幅减少排放。他们还需要利用风能和太阳能发电,此外还需要用碳捕获技术升级现有的燃气和燃煤发电厂(一种捕获发电厂的碳污染并将其储存在地下的方法)。但碳捕获也有其缺点。设备成本高昂,而且该过程需要大量能源。化学工程师钟伟陈(Zhongwei Chen)开发了一种替代方案,可以使燃煤和燃气发电厂更容易地清理它们的污染。陈教授是滑铁卢大学的教授,他创造了一种粉末,可以在二氧化碳排放到空气中之前将其吸附,他说这种粉末比传统的碳捕获方法效率高得多。他说,这种粉末可用于燃煤的发电厂、工厂和其他设施。“这项技术旨在解决当今世界面临的一个实际问题的真正解决方案,”陈说。“如果这项技术能在我们找到并采用新的、可靠的能源的同时帮助我们做得更好,那就是积极的。”他关于该技术的论文发表在《碳》杂志上。
这种粉末本身由具有许多许多孔隙的碳球组成,二氧化碳分子可以吸附在这些孔隙上,这个过程称为“吸附”,这使得碳成为捕获 CO2 的绝佳材料。研究人员与中国多所大学的同事合作,通过操纵碳粉末中孔隙的大小和浓度来增强吸附能力——绝大多数孔隙的直径小于百万分之一米。
与其他碳捕获方法一样,富含 CO2 的粉末仍需要被掩埋在地下,以确保二氧化碳不会释放到大气中。但这种粉末代表了重大的突破。虽然之前曾有实验试图开发“成孔”二氧化碳捕获剂,但陈称他的团队的粉末是“首次可行的尝试”。他说,之前的努力所用的混合物具有腐蚀性,而且吸附能力不足。
“我们的粉末效率很高,因为它具有比二氧化碳分子大两到三倍的孔隙,”陈说。“通过确保我们拥有正确数量的孔隙并以正确的浓度分布,粉末能够在排放物通过时有效地将其中的碳‘舀’出来。”它还可以直接使用,无需任何附加设备。而且原材料——糖、糖蜜、稻壳、稻草或琼脂——是可再生、丰富且廉价的,特别是与现有技术相比。
“这项发现最重要的方面之一是它并不昂贵,”陈说。他拥有先进清洁能源材料领域的加拿大首席研究员(Tier 1 Canada research chair)职位,这是一个表彰杰出学者的任命。“发达国家和发展中国家都可以使用它。由于成本不是采取行动的障碍,我们可以在很短的时间内看到显著的变化。我们可以就很少有其他解决方案这样说。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿,该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。