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能更有效吸附碳的新材料

2015.4.07

  目前加州大学的科学家们已经研制出了一种用于碳吸附的新材料,它可以用在烟囱或者其它需要清除二氧化碳的地方,而且相较于目前的碳吸附技术,它将大大减少能源消耗。

  目前我们已经看到,一些新技术被发展用来捕获烟囱或者其它地方排放的CO2,但是很多技术有一个缺陷 ——为了回收利用捕获的CO2,需要消耗相当多的能量。然而,现在加州大学伯克利分校的科学家们却已经研制了一种捕获碳的新材料,它将消耗更少的能量以便降低负荷。

  这种材料是一种金属有机骨架配合物,其是由金属与有机化合物复合而成。这里的金属可以是镁或者锰(依据不同的应用),而有机化合物是硝基二元胺。

  如同其他金属有机骨架配合物,它具有多孔结构,特点是具有微观并行通道。

  当保持适当的温度与压力时,使空气通过这些通道,CO2分子被材料吸附。随着过滤进程的进行,随后的分子与已陷入材料中的分子结合在一起,使整个过程变得更有效。

  这种材料可以在室温至100℉(38℃)以上的范围内工作——以二元胺合成工艺而定,然而其需求的压力随所使用金属的类型变化。一旦材料饱和,仅需将其加热到高过捕获 CO2时温度约50℃(90℉) ,就可以将其吸附的 CO2 释放出来。

  相比之下,目前许多发电厂采用的碳吸附技术是将沸腾的烟气通过含有机胺的水(二元胺是其中一种)而得到过滤,CO2 分子将与这些胺结合在一起。随后为了从这些胺中释放出捕获的CO2,不论如何这种水必须要被加热至120到150 ℃之间 (250 到300 ℉)。按照该大学的推算,整个过程有时会消耗掉工厂发电量多达30%。

  目前计划的初步研究中需要在一家发电厂对这种材料进行测试。带头科学家Jeffrey Long教授也希望这种材料可以用于潜水艇中的空气净化,甚至用在国际空间站上。

  该研究论文最近发表在《Nature》上。

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