2024年03月15日 星期五
光敏分子可提高碳捕获效率

    科普时报讯(实习生王雨珂)据国际科学期刊《新科学家》最新报道,被称为光酸的光敏分子可提供一种更节能的方式来释放,并清除从空气中捕获的二氧化碳,以便将其储存或再利用。

    这种方法对于直接采用空气捕集(DAC)系统尤为重要。该系统将空气吹向被称为吸附剂的碳捕集材料,而现有系统需要大量能源才能将纯二氧化碳从吸附剂中分离出来,以便将其储存或用于其他地方。

    有研究者发现,在吸附剂中添加光酸可能会有所帮助。在光照条件下,每个光酸分子都会改变形状并释放一个质子,使溶液更具酸性。这种pH值(溶液酸碱程度衡量标准)波动将二氧化碳从吸附剂,即光酸混合物中释放出来。当灯光再次熄灭时,光酸和溶液的pH值就会恢复,使吸附剂再次吸收二氧化碳,然后循环往复。

    瑞士苏黎世联邦理工学院博士安娜·德·弗里斯表示,通常使用热量或压力来释放二氧化碳,而使用阳光或灯则可以减少这一步骤所需的能源。然而,光酸往往不稳定,也不太溶于水,这就限制了它们释放二氧化碳的效率。于是,安娜·德·弗里斯和她的同事们在光酸溶液中加入各种溶剂,最终找到了一种混合溶剂,能使光酸更易溶解,并将光酸的寿命从几小时延长到近30天。

    在另一种方法中,田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员发现了一种不同的光酸。这种光酸对光的反应时间更长,产生的酸更多,使其能够更有效地从溶液中释放二氧化碳。

    华盛顿州一家初创公司正在利用光酸从海水中分离二氧化碳,并计划在今年安装一套每年可去除1吨二氧化碳的系统。在这个系统中,光酸暴露在光线下,产生的酸性暂时转移到海水中,使海水释放出从大气中吸收的二氧化碳。

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