美國能源部橡樹嶺國家實驗室的科學家們發現了一種簡單、可靠的從大氣中直接捕捉二氧化碳的方法，為碳捕獲和儲存提供了一個新的選擇，以應對全球變暖。

最初，橡樹嶺國家實驗室的團隊研究從水中去除環境污染物如硫酸鹽、鉻酸鹽或磷酸鹽的方法。為了除去這些帶負電荷的離子，研究人員合成了一種簡單化合物胍，設計用它與污染物進行強結合，形成易於從水中分離出來的不溶性晶體。

在這個過程中，他們發現了一種新方法，能夠以最少的能量、投入最少的化學品，來捕獲和釋放二氧化碳。

“當我們把胍溶液放置在空氣中，迷人的棱柱狀晶體就開始形成了，” 橡樹嶺國家實驗室的Radu Custelcean說。“通過X光衍射分析它們的結構之後，我們驚奇地發現這些晶體中含有碳酸鹽（當空氣中的二氧化碳和水發生反應時形成的）。”

數十年的研究引領了碳捕獲和長期碳儲存策略的發展，以減少或消除電廠二氧化碳的排放（這是一種導致全球氣溫上升的溫室氣體）。碳捕獲和儲存策略包括一個技術系統，從釋放點或從空氣中直接收集二氧化碳，然後將其運輸並儲存在指定地點。

一種從大氣中吸收二氧化碳的非傳統方法（直接空氣捕獲法），是橡樹嶺國家實驗室在這篇論文中的研究重點，它也可以應用在二氧化碳的排放點。

二氧化碳一旦被捕獲，就需要將其從化合物中釋放出來，這樣氣體就可以通過管道輸送，並被深埋於地下進行封存。傳統的直接空氣捕獲物質必須要加熱到900攝氏度，才能釋放出氣體——這個過程往往會比最初去除的時候，釋放出更多的二氧化碳。橡樹嶺國家實驗室開發的胍類物質是一個低能耗的替代。

“通過我們的方法，我們可以通過將晶體加熱到80-120攝氏度來釋放與化合物結合的二氧化碳，比起現有的方法，這是一個比較溫和的方式，” Custelcean說。加熱後，晶體又恢復成了最初的胍類物質。回收化合物經過三個連續的碳捕獲和釋放週期可以循環利用。

Custelcean介紹，這個直接空氣捕獲法正在獲得關注，這個方法還需要進一步開發和積極實施，讓其有效對抗全球變暖。同時，他們需要深入研究胍類物質，它如何才能在現有的和未來的碳捕獲、存儲應用方面更加有效。

研究團隊正在利用橡樹嶺國家實驗室的散裂中子源（SNS）（隸屬於美國能源部科學使用者設施辦公室）在中子散射方面的專長，研究物質的晶體結構和特性。通過分析結合在晶體中的碳酸鹽，他們希望更好地了解二氧化碳捕獲和釋放的分子機制，有助於設計下一代吸附劑。

科學家們還計劃評估能否用太陽能作為持續熱源，來釋放晶體中的二氧化碳。

全文詳情請見資料來源
資料來源：中國氣候變化信息網
參考網站：http://www.ccchina.gov.cn/Detail.aspx?newsId=65913&TId=58
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