直接“抓走”空氣中的二氧化碳，有辦法嗎

位于冰島的直接空氣捕獲工廠Climeworks，用風扇吸入周圍空氣以提取二氧化碳。圖片來源：美國有線電視新聞網

科技日報訊 （記者張佳欣）在全球范圍內減少碳排放是緊要和必要的，溫室氣體的消除被認為是實現凈零排放、限制氣候變化最壞影響的關鍵所在。科學家表示，捕捉大氣中的碳排放是實現碳中和的“最后一公里”，但技術上真的有辦法直接從空氣中“抓走”二氧化碳（CO₂）嗎？據新一期《自然》雜志報道，英國劍橋大學的研究人員發現，通過向活性炭“海綿”中注入可與CO₂形成可逆鍵的離子，帶電材料即可直接從空氣中捕獲CO₂。

直接空氣捕集是一種潛在的碳捕獲方法，它使用海綿狀材料從大氣中去除CO₂。研究人員推測，如果活性炭可以像電池一樣充電，它就可能成為一種適合碳捕獲的材料。于是，他們給廉價的活性炭布“充電”，這種布大致就像電池中的電極，氫氧化物離子會聚集在活性炭的微小孔隙中。在充電過程結束時，研究人員將活性炭從“電池”中取出，清洗并晾干。

對帶電“海綿”的測試表明，得益于氫氧化物的鍵合機制，它可以成功地從空氣中直接捕獲CO₂。這是一種制造材料的新方法，使用類似電池的過程，其CO₂的捕獲率已經可以與現有的材料相媲美。

為了從活性炭中收集CO₂，以便將其提純和儲存，需要對材料進行加熱，以破壞氫氧化物與CO₂之間的化學鍵。目前用于從空氣中捕獲CO₂的大多數材料都需要被加熱到高達900℃的溫度，且通常使用天然氣。然而，帶電的活性炭“海綿”只需要加熱到90—100℃，而這個溫度可以通過使用可再生電力來實現。這些材料通過電阻加熱來達到升溫，本質上是從內到外加熱材料，過程更快、能源密集度更低。

然而，這些材料確實存在局限性，例如在潮濕環境下的表現一般。研究人員正在努力突破這些限制。