世界上最大的碳清除项目将在怀俄明州展开

世界上最大的碳清除项目将在怀俄明州展开一家气候技术初创公司计划从空气中吸出大量的二氧化碳，并将其困在怀俄明州的地下。这项名为"野牛“的项目目标是建立一个新设施，能够在2030年前每年吸取500万公吨的二氧化碳。然后，这些二氧化碳可以被储存在地球深处，使其远离大气层，在那里它将继续使地球变热。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320007.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320007.htm

全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付

全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付今天（5月10日），中国船舶集团自研的全球首套全流程船舶碳捕集系统所生产的第一罐二氧化碳产品正式交付。船舶碳捕集系统是运用有机胺循环吸附技术，这项技术可以将船尾气中的二氧化碳进行吸附后，再经过多道工艺处理，最后以99.7%左右纯度的液态二氧化碳进行存储。今天交付的首罐二氧化碳就是这套系统收集的，这也标志着我国在全球范围内首次完成了该项技术的全流程生态闭环。

科学家发现从工业排放中捕集碳的更好方法

科学家发现从工业排放中捕集碳的更好方法俄勒冈州立大学的研究人员发现，一种被称为金属有机框架（MOF）的具有成本效益的纳米材料，即使在潮湿的条件下也能有效去除工业排放物中的二氧化碳。这种新型MOF由铝和一种普通配位体组成，有望解决碳捕集过程中的一些难题，包括高成本和在潮湿环境中的有效性降低。图片来源：KyriakosStylianou提供，OSU科学学院。二氧化碳是一种温室气体，由燃烧化石燃料产生，是气候变暖的主要原因之一。Stylianou指出，过滤空气中碳的设施开始在全球兴起--世界上最大的过滤设施将于2021年在冰岛投入使用--但它们还不足以对全球的排放问题产生重大影响。冰岛发电厂一年的二氧化碳排放量相当于大约800辆汽车的年排放量。不过，在工厂等进入大气层的地方减缓二氧化碳排放的技术相对来说已经发展得很成熟。其中一项技术涉及被称为金属有机框架（MOFs）的纳米材料，这种材料可以在烟气通过烟囱时通过吸附作用拦截二氧化碳分子。化学助理教授Stylianou说："二氧化碳的捕获对于实现净零排放目标至关重要。由于多孔性和结构的多样性，MOFs在碳捕集方面展现出了广阔的前景，但合成MOFs通常意味着要使用重金属盐和有毒溶剂等在经济和环境方面都很昂贵的试剂。"他说，此外，处理烟囱气体中的水份也使二氧化碳的去除变得非常复杂。许多已显示出碳捕集潜力的MOF在潮湿条件下失去了功效。烟道气可以进行干燥处理，但这会大大增加二氧化碳去除过程的成本，足以使其在工业应用中失去可行性。因此，我们试图利用MOF来解决目前用于碳捕集的材料的各种局限性：成本高、对二氧化碳的选择性差、在潮湿条件下稳定性低以及二氧化碳吸收能力低。MOFs是一种结晶多孔材料，由带正电荷的金属离子和被称为配体的有机"连接"分子组成。金属离子形成节点，与连接体的臂结合在一起，形成类似笼子的重复结构；该结构具有纳米级孔隙，可以吸附气体，类似于海绵。MOF可由多种成分设计而成，这些成分决定了MOF的特性。化学研究人员已经合成了近10万种MOF，并对另外50万种MOF的特性进行了预测。"在这项研究中，我们引入了一种由铝和一种容易获得的配体（苯-1,2,4,5-四羧酸）组成的MOF，"Stylianou说。"MOF在水中合成，只需几个小时。MOF具有与二氧化碳分子大小相当的孔隙，这意味着有一个密闭的空间可以囚禁二氧化碳。MOF在潮湿的条件下也能很好地工作，而且更喜欢二氧化碳而不是氮气，这一点非常重要，因为氮氧化物是烟道气的一种成分。如果没有这种选择性，MOF就有可能与错误的分子结合。"这种MOF是湿法燃烧后碳捕集应用的理想候选材料，它成本低廉，分离性能优异，可以再生和重复使用至少三次，且吸收能力相当。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377049.htm

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法随着全球社会逐步实现工业生产的去碳化，不仅要防止大气中产生新的碳，还要提取已经存在的二氧化碳。传统的碳捕集侧重于在重碳工艺中从排放点收集二氧化碳，而"直接空气捕集"（DAC）则是在一般大气条件下提取碳。这种方法在应对气候变化的斗争中变得越来越重要，特别是随着我们对化石燃料依赖的减少，从源头捕集碳的必要性也在降低。利用湿度技术，科学家们发现了几种有助于低能耗碳封存的新离子。美国西北大学的最新研究展示了一种从周围环境条件中捕捉碳的新方法，该方法研究了系统中水和二氧化碳之间的关系，为"湿度摆动"技术提供了参考，该技术在低湿度时捕捉二氧化碳，在高湿度时释放二氧化碳。这种方法结合了创新的动力学方法和多种离子，几乎可以从任何地方去除碳。这项研究最近发表在《环境科学与技术》杂志上。该研究的资深作者、西北大学的VinayakP.Dravid说："我们不仅扩大和优化了碳捕集离子的选择，还有助于揭示复杂的流体-表面相互作用的基本原理。这项工作推进了我们对DAC的集体理解，我们的数据和分析为理论家和实验家进一步改进实际条件下的碳捕集提供了强大的动力。"德拉维德是西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程系亚伯拉罕-哈里斯教授，也是国际纳米技术研究所全球倡议主任。博士生约翰-赫加蒂（JohnHegarty）和本杰明-辛德尔（BenjaminShindel）是论文的共同第一作者。辛德尔说，论文背后的想法来自于利用环境条件促进反应的愿望。"我们喜欢湿摆式碳捕集，因为它没有明确的能源成本，尽管对一定量的空气进行加湿需要一定的能量，但理想情况下，你可以'免费'获得湿度，在能量上可以依靠一个天然的干湿空气库相邻的环境"。新离子促进了碳捕获。资料来源：德拉维德实验室/西北大学该研究小组还扩大了用于使反应成为可能的离子数量。约翰-赫加蒂说："我们不仅将能够实现理想的湿度碳捕获的离子数量增加了一倍，而且还发现了迄今为止性能最高的系统。"近年来，湿度摆动捕集技术已经开始兴起。传统的碳捕集方法使用吸附剂在源点位置捕集二氧化碳，然后利用热量或产生的真空将二氧化碳从吸附剂中释放出来。这种方法的能源成本很高。传统的碳捕集方法会紧紧抓住二氧化碳，这意味着需要大量能源才能将其释放并重新利用。这种方法也不是在所有地方都适用。例如，农业、混凝土和钢铁制造商是主要的排放源，但它们的占地面积很大，因此不可能从单一来源捕集碳。较富裕的国家应努力将排放量降到零以下，而更依赖碳经济的发展中国家则应减少二氧化碳的生产。另一位资深作者、化学教授奥马尔-法尔哈（OmarFarha）在探索金属氧化物框架（MOF）结构在二氧化碳捕集和封存等多种应用中的作用方面拥有丰富的经验。"DAC是一个复杂的多方面问题，需要跨学科的方法，"Farha说。"我对这项工作的欣赏之处在于对复杂参数进行了详细而仔细的测量。任何提议的机制都必须解释这些错综复杂的观测结果。"过去的研究人员一直专注于碳酸根离子和磷酸根离子来促进水分摆动捕获，并对这些特定离子有效的原因提出了具体的假设。但德拉维德的研究小组希望测试更广泛的离子，观察哪些离子最有效。总的来说，他们发现价态最高的离子--主要是磷酸盐最有效，于是他们开始寻找多价离子，排除了一些离子，并找到了对这种应用有效的新离子，包括硅酸盐和硼酸盐。研究小组相信，未来的实验加上计算建模将有助于更好地解释为什么某些离子比其他离子更有效。目前已经有公司致力于将直接空气碳捕集商业化，利用碳信用额激励公司抵消排放。许多公司捕捉的是通过改变农业生产方式等活动已经捕捉到的碳，而这种方法可以明确地直接从大气中封存二氧化碳，然后将其浓缩并最终储存或再利用。德拉维德的团队计划将这种二氧化碳捕集材料与他们早先开发的多孔海绵平台结合起来，以清除包括石油、磷酸盐和微塑料在内的环境毒素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388409.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388409.htm

微软与初创公司合作 计划利用碎石灰石捕集碳

微软与初创公司合作计划利用碎石灰石捕集碳石灰石经过多年自然吸收碳，但Heirloom的方法加快了这一过程。该公司使用一个由可再生能源驱动的窑炉，将粉碎的石灰石加热到华氏1650度（约等于900摄氏度）左右，将其分离成二氧化碳和氧化钙。在氧化钙中加水，可使其在几天内吸收足够的碳，然后Heirloom将其重新放入窑中，重新开始循环。虽然该技术已经得到验证，但其成本效益的最大规模尚不明确。所有碳捕获方法都面临的另一个问题是物质的储存。Heirloom公司将分离出的碳永久性地埋在地下，但其他团体正在尝试将其回收利用用于实际用途。CarbonCure公司开发了一种将二氧化碳转化为混凝土矿物质的工艺。该组织声称，混合了二氧化碳的混凝土取代了部分水泥，其强度并不比一般的建筑材料弱。此外，这种混凝土还能永久性地捕捉碳，即使用它建造的建筑物倒塌或被拆除也是如此。无论石灰石法是否有效，它都可能需要与微软正在采用的其他碳捕集技术相辅相成才能在2030年实现碳负增长。几年前，该公司还表示，希望在2050年前清除自1975年成立以来排放的所有碳。最著名的清除方法之一是使用类似真空的大型机器从大气中吸走碳。然而，这种设备成本高昂。微软还与海洋恢复公司RunningTide合作，利用藻类和石灰石捕捉海洋中的二氧化碳。该技术将这些材料放置在离岸数百英里的浮标上，在收集碳的过程中逐渐分解。最终，它们会沉入海底，自然过程会阻止二氧化碳在数百年或数百万年内重新进入大气层。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382625.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382625.htm

MIT实现最具挑战性的工业排放物去碳化 完成高能效二氧化碳捕集与转化

MIT实现最具挑战性的工业排放物去碳化完成高能效二氧化碳捕集与转化研究人员揭示了如何通过单一电化学过程捕获和转化二氧化碳。在这一过程中，电极（如图中布满气泡的电极）被用来吸附从吸附剂中释放出来的二氧化碳，并将其转化为碳中性产品。图片来源：JohnFreidah/MITMechE钢铁、水泥和化学制造等行业由于在生产过程中固有地使用碳和化石燃料，因此特别难以实现脱碳。如果能开发出捕获碳排放并在生产过程中对其进行再利用的技术，就有可能大幅减少这些"难以消减"行业的排放量。然而，目前捕获和转化二氧化碳的实验技术是两个独立的过程本身就需要大量的能源来运行。麻省理工学院的研究小组希望将这两个过程结合成一个综合的、能效高得多的系统，该系统有可能使用可再生能源，从集中的工业资源中捕获和转化二氧化碳。关于碳捕集与转化的最新研究成果在9月5日发表在《ACSCatalysis》杂志上的一项研究中，研究人员揭示了如何通过单一电化学过程捕获和转化二氧化碳的隐藏功能。该过程包括使用电极吸附从吸附剂中释放出来的二氧化碳，并将其转化为还原的、可重复使用的形式。其他人也报告了类似的演示，但驱动电化学反应的机制仍不清楚。麻省理工学院的研究小组进行了大量实验来确定这一驱动因素，结果发现，归根结底，它取决于二氧化碳的分压。换句话说，与电极接触的二氧化碳纯度越高，电极捕获和转化二氧化碳分子的效率就越高。对这一主要驱动因素或"活性物种"的了解，可以帮助科学家调整和优化类似的电化学系统，从而在一个综合过程中有效地捕获和转化二氧化碳。这项研究的结果表明，虽然这些电化学系统可能不适用于非常稀薄的环境（例如，直接从空气中捕获和转化碳排放物），但它们非常适合工业生产过程中产生的高浓度排放物，特别是那些没有明显可再生替代品的排放物。"我们可以而且应该转用可再生能源发电。"研究报告的作者、麻省理工学院1922级职业发展副教授贝塔尔-加兰特（BetarGallant）说："但水泥或钢铁生产等行业的深度脱碳具有挑战性，需要更长的时间。即使我们淘汰了所有的发电厂，我们也需要一些解决方案来在短期内解决其他行业的排放问题，然后才能实现这些行业的完全脱碳。这就是我们看到的一个甜蜜点，类似这个系统的东西可以适合这个甜蜜点。"该研究的麻省理工学院共同作者包括主要作者、博士后格雷厄姆-莱维里克（GrahamLeverick）和研究生伊丽莎白-伯恩哈特（ElizabethBernhardt），以及马来西亚双威大学的艾西娅-伊利亚尼-伊斯梅尔（AisyahIllyaniIsmail）、罗俊辉（JunHuiLaw）、阿里夫-阿里富扎曼（ArifArifutzzaman）和穆罕默德-凯瑞丁-阿鲁阿（MohamedKheireddineAroua）。了解碳捕集过程碳捕集技术旨在捕集发电厂和制造设施烟囱中的排放物或"烟气"。主要通过大型改装设备将排放物导入装有"捕集"溶液（胺或氨基化合物的混合物，可与二氧化碳发生化学结合，产生一种稳定的形式，可从烟道气的其余部分中分离出来）的室中。然后，通常使用化石燃料产生的蒸汽进行高温处理，将捕获的二氧化碳从胺键中释放出来。纯净的二氧化碳气体可被泵入储罐或地下、矿化或进一步转化为化学品或燃料。"碳捕集技术是一项成熟的技术，其化学原理已经有大约100年的历史，但它需要真正的大型装置，而且运行成本相当高，能源密集，"Gallant指出。"我们需要的是更模块化、更灵活的技术，可以适应更多样化的二氧化碳来源。电化学系统可以帮助解决这个问题。"她在麻省理工学院的研究小组正在开发一种电化学系统，既能回收捕获的二氧化碳，又能将其转化为还原的可用产品。她说，这样一个集成系统，而不是一个分离的系统，可以完全由可再生能源供电，而不是由化石燃料产生的蒸汽供电。他们的概念集中在一个电极上，这个电极可以安装在现有的碳捕集解决方案的腔体中。当向电极施加电压时，电子就会流向二氧化碳的活性形式，并利用从水中提供的质子将其转化为产物。这样，吸附剂就可以吸附更多的二氧化碳，而不是使用蒸汽来吸附二氧化碳。Gallant以前曾证明，这种电化学过程可以捕获二氧化碳并将其转化为固体碳酸盐形式。她说："我们在非常早期的概念中就证明了这种电化学过程是可行的。从那时起，就有其他研究集中于利用这一过程尝试生产有用的化学品和燃料。但对这些反应的工作原理的解释却不一致。""单独二氧化碳"的作用在新的研究中，麻省理工学院的研究小组用放大镜来观察驱动电化学过程的具体反应。在实验室中，他们生成了类似于用于从烟道气中提取二氧化碳的工业捕集溶液的胺溶液。他们有条不紊地改变每种溶液的各种特性，如pH值、浓度和胺的类型，然后让每种溶液通过银电极，银是一种广泛用于电解研究的金属，已知能有效地将二氧化碳转化为一氧化碳。然后，他们测量了反应结束时转化的一氧化碳浓度，并将这一数字与他们测试的其他每种溶液的数字进行了比较，以确定哪种参数对一氧化碳的生成量影响最大。最后，他们发现，最重要的并不是像许多人怀疑的那样，最初用来捕获二氧化碳的胺的类型。相反，最重要的是溶液中避免与胺结合的、自由漂浮的二氧化碳分子的浓度。这种"单独的二氧化碳"决定了最终产生的一氧化碳的浓度。Leverick说："我们发现，与被胺捕获的二氧化碳相比，这种'单独'的二氧化碳更容易发生反应。这告诉未来的研究人员，这种工艺在工业流中是可行的，可以有效地捕获高浓度的二氧化碳，并将其转化为有用的化学品和燃料"。Gallant强调说："这不是一种去除技术，这一点很重要。它带来的价值在于，它可以让我们在维持现有工业流程的同时多次循环利用二氧化碳，从而减少相关排放。最终，我的梦想是利用电化学系统促进二氧化碳的矿化和永久储存，这是一种真正的清除技术。这是一个更长远的愿景。而我们开始了解的许多科学知识正是设计这些工艺的第一步。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384833.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384833.htm