剑桥研究人员发明可直接吸收空气中二氧化碳的新材料

剑桥研究人员发明可直接吸收空气中二氧化碳的新材料 与目前的碳捕集方法相比,带电木炭海绵还可能更加节能,因为它需要更低的温度来去除捕集到的二氧化碳,以便将其储存起来。该研究成果发表在《自然》杂志上。领导这项研究的优素福-哈米德化学系亚历山大-福斯博士说:"从大气中捕捉碳排放是最后的手段,但考虑到气候紧急情况的规模,这是我们需要研究的问题。我们必须做的第一件也是最紧迫的事情是在全球范围内减少碳排放,但温室气体清除也被认为是实现净零排放和限制气候变化最坏影响所必需的。实事求是地说,我们必须竭尽全力"。直接空气捕集是一种潜在的碳捕集方法,它使用海绵状材料从大气中去除二氧化碳,但目前的方法成本高昂,需要高温和使用天然气,而且缺乏稳定性。福斯说:"在使用多孔材料从大气中捕集碳方面,已经开展了一些很有前景的工作。"我们想看看活性炭是否可以作为一种选择,因为它便宜、稳定,而且可以大规模制造。"活性炭被广泛应用于净水器等净化领域,但它通常无法捕捉和保持空气中的二氧化碳。福斯和他的同事提出,如果活性炭可以像电池一样充电,那么它就可以成为一种合适的碳捕获材料。给电池充电时,带电离子会进入电池的一个电极。研究人员假设,用氢氧化物这种化合物给活性炭充电,可以使其适用于碳捕获,因为氢氧化物会与二氧化碳形成可逆键。研究小组利用一种类似电池的充电过程,为一种廉价的活性炭布充入氢氧根离子。在这个过程中,炭布就像电池中的电极,氢氧根离子在炭的微孔中积聚。充电过程结束后,将木炭从"电池"中取出,清洗并烘干。对带电木炭海绵的测试表明,由于氢氧化物的结合机制,它可以成功地直接从空气中捕获二氧化碳。"这是一种利用类似电池的工艺制造材料的新方法,"福斯说。"二氧化碳捕获率已经与现有材料相当。但更有希望的是,这种方法的能源密集度要低得多,因为我们不需要高温来收集二氧化碳和再生木炭海绵。"为了从木炭中收集二氧化碳,使其得到净化和储存,需要对材料进行加热,以逆转氢氧化物-二氧化碳键。目前用于从空气中捕捉二氧化碳的大多数材料都需要加热到高达 900°C 的温度,通常需要使用天然气。然而,剑桥大学团队开发的带电木炭海绵只需要加热到 90-100°C 的温度,使用可再生电力即可达到这一温度。这种材料是通过电阻加热进行加热的,基本上是由内向外加热,因此过程更快,能耗更低。不过,这种材料也有局限性,研究人员目前正在努力解决这一问题。福斯说:"我们正在努力提高二氧化碳的捕获量,尤其是在潮湿的条件下,因为在潮湿的条件下,我们的性能会下降。"研究人员说,他们的方法可以用于碳捕获以外的领域,因为木炭中的孔隙和插入其中的离子可以进行微调,以捕获一系列分子。福斯说:"这种方法是我们在 COVID-19 大流行期间提出的一个疯狂想法,所以当这些想法真正奏效时,总是令人兴奋的。这打开了一扇门,可以用简单、节能的方式为不同应用制造各种材料。"编译来源:ScitechDailyDOI: 10.1038/s41586-024-07449-2 ... PC版: 手机版:

相关推荐

封面图片

《二氧化碳矿工大亨.apk》

《二氧化碳矿工大亨.apk》 简介:在二氧化碳矿工大亨.apk中,玩家将投身于独特的二氧化碳挖矿产业。需要建立高效的挖矿基地,合理规划设备布局,招募并管理矿工,通过优化流程提升产量,同时把握市场动态,将采集的二氧化碳转化为商业利益,逐步建立起属于自己的挖矿商业帝国 标签: #二氧化碳矿工大亨 #模拟经营类游戏 #资源开采游戏 #商业策略游戏 文件大小 NG 链接:https://pan.quark.cn/s/6dae2900ccb4

封面图片

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则 净零排放意味着欧盟将通过利用植物吸收二氧化碳的自然能力,或通过建立从空气或海水中过滤二氧化碳的技术,来捕捉其未能阻止的剩余二氧化碳排放。净零战略存在固有风险,这也是为什么像今天制定的这些规则如此重要的原因。它们将规定什么算作碳清除,希望能筛选出那些不能有意义地应对气候变化的低劣项目。宽松的规则或者根本没有规则可能会给公司提供继续污染的途径,同时误导性地承诺以后会减少这些排放。如果这些承诺落空,或者它们所依赖的技术失败,那么就会留下所有的污染,而这些污染本来是可以通过选择清洁能源而不是碳清除来避免的。该框架"表明了欧盟对'正确进行碳清除'的承诺",Climeworks 公司的首席气候政策官 Christoph Beuttler 说。他在一份新闻稿中说:"我们鼓励其他国家和地区效仿欧盟的做法,对碳清除量进行严格评估。"迄今为止,该行业的相关行动都是以自律的方式进行。例如,Climeworks 公司去年宣布,其客户微软、Stripe 和 Shopify 已成为世界上首批付费过滤空气中二氧化碳排放、将这些排放物储存在地下并由第三方验证该服务的公司,审计公司 DNV 与 Climeworks 合作,共同制定标准并对碳清除进行认证。在另一项行动中,Stripe、Alphabet、Meta、Shopify 和麦肯锡于 2022 年发起了一项名为"前沿"(Frontier)的倡议,为有意购买碳减排信用额度的公司审查碳减排供应商。碳信用额市场已经有了一段不光彩的历史。在碳减排成为潮流之前,很多品牌购买了与林业项目相关的碳抵消信用额度。当时的想法是,公司可以通过付费保护自然吸收二氧化碳的森林来抵消部分污染。一个信用额度相当于避免或螯合了一公吨的二氧化碳污染。然而,碳抵消市场充斥着质量低劣的信用额度,这些信用额度并不代表现实世界中二氧化碳排放量的减少。为了避免新兴碳清除技术的类似命运,欧盟的新认证为四种不同类型的碳清除设定了参数。其中包括因二氧化碳被封存(通常在地下)"几个世纪"而被认为是永久性的碳清除,以及"临时性"碳封存(在植物或土壤中至少持续 5 年,在木材等产品中至少持续 35 年)。它既评估了工业碳清除策略(如 Climeworks 所做的),也评估了基于自然的策略,如恢复森林和其他栖息地,或使土壤能够容纳更多二氧化碳的耕作方法。该框架还纳入了欧盟委员会在 2022 年提出的措施,包括要求碳清除是可量化和长期的。此外,项目应能"额外"减少二氧化碳排放量,也就是说,如果没有干预措施,这些碳就不会被封存。项目还需避免对环境造成其他负面影响。值得注意的是,欧盟的新认证计划不会将所谓的提高石油采收率(EOR)作为永久性的碳清除战略。在强化采油法中,化石燃料公司向地下喷射二氧化碳,以逼出难以开采的石油储量。西方石油公司(Occidental Petroleum)正在得克萨斯州开发大型碳清除项目,该公司利用 EOR销售其所谓的"净零石油"。一些环保组织警告说,欧盟的建议仍然过于宽松。他们担心该框架会激励临时碳储存,并让公司和国家都能申报二氧化碳清除量,他们说这可能会导致重复计算。非营利组织"碳市场观察"(Carbon Market Watch)的碳清除政策负责人 Wijnand Stoefs 在一份声明中说,这项协议"问题重重",即使是清除量必须补充而不是替代减排量这一基本原则也被违反了。今天达成的临时协议仍需欧洲理事会和欧洲议会正式通过。如果获得通过,碳清除公司将自愿参与认证过程。但只有经过认证的项目才能计入一个国家在实现欧盟气候目标方面的进展。本月早些时候,欧盟委员会发布了一份捕集二氧化碳排放的战略文件,同时还发布了一项计划,即到 2040 年将欧盟的温室气体排放量减少90%。该战略设想,到 2040 年,欧盟每年有能力储存 2.8 亿吨捕集的二氧化碳,大约相当于700 多座燃气发电厂的年排放量。 ... PC版: 手机版:

封面图片

大气中二氧化碳的月平均浓度创下有记录以来的最大增幅

大气中二氧化碳的月平均浓度创下有记录以来的最大增幅 "基林曲线"是科学家查尔斯-戴维-基林(Charles David Keeling)设想的地球大气中二氧化碳(CO2)累积情况的图示。基林曲线所显示的数据是基于夏威夷岛莫纳罗亚天文台从 1958 年至今的连续测量结果。据加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所二氧化碳项目主任、"基林曲线"原创者之子拉尔夫-基林(Ralph Keeling)称,每年 4.7ppm 的升幅是有记录以来二氧化碳浓度的最大增幅。基林说,我们"不断刷新"二氧化碳上升速度的记录,而造成这一不可否认现象的最终原因是全球化石燃料消耗量的持续增长。虽然二氧化碳浓度持续上升,但新记录的部分原因是厄尔尼诺季节的结束。厄尔尼诺是一种众所周知的全球气候现象,由热带太平洋上的风和海面温度引起。温度的变化没有规律可循,但确实有一定的周期性。二氧化碳浓度受厄尔尼诺现象的影响;上一次温室气体增长速度最快是在 2016 年厄尔尼诺季节结束时。在化石燃料排放造成的二氧化碳增长之外,自然现象造成的二氧化碳水平上升也在增加自己的温室效应份额。美国国家海洋和大气管理局去年 6 月宣布,全球二氧化碳浓度上升到 421ppm,与工业化前相比增加了 50%。更新后的基林曲线使二氧化碳浓度达到 426ppm,这是数百万年来的最高记录。在人类文明的前 6000 年,二氧化碳水平稳定在 280ppm 左右。现代人类活动通过燃烧化石燃料大大增加了温室气体排放量,进而导致洪水、致命热浪、干旱、野火等灾难性事件增多。最近的研究表明,当大气中的二氧化碳浓度与我们现在所处的水平相同时,也就是大约 1400 万年前,世界遭受了威胁人类文明的气候变化后果。在最近一次厄尔尼诺现象激增之后,科学家们现在预计二氧化碳浓度将恢复到每年增加 2-3ppm 的标准水平。基林说,这一点也不让人放心,因为我们仍然需要通过减少温室气体排放来稳定气候系统。 ... PC版: 手机版:

封面图片

用糖制成的廉价催化剂具有消灭甚至再利用二氧化碳的能力

用糖制成的廉价催化剂具有消灭甚至再利用二氧化碳的能力 访问:Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 随着碳捕集技术的最新进展,燃烧后碳捕集正在成为帮助解决全球气候变化危机的一个可行方案。但如何处理捕获的碳仍然是一个悬而未决的问题。新型催化剂有可能提供一种解决方案,通过将其转化为更有价值的产品来处理这种强效温室气体。这项研究将发表在 5 月 3 日出版的《科学》杂志上。这项研究的共同负责人、西北大学的 Milad Khoshooei 说:"即使我们现在停止排放二氧化碳,由于过去几个世纪的工业活动,我们大气中的二氧化碳仍然会过剩。这个问题没有单一的解决方案。我们需要减少二氧化碳的排放,并寻找新的方法来降低大气中已经存在的二氧化碳浓度。我们应该利用所有可能的解决方案。"该示意图显示了制造催化剂并用其转化二氧化碳的全过程。资料来源:Milad Khoshooei"我们不是第一个将二氧化碳转化为另一种产品的研究小组,"该研究的资深作者、西北大学的 Omar K. Farha 说。"然而,要使这一工艺真正实用,催化剂必须满足几个关键标准:经济性、稳定性、易生产性和可扩展性。平衡这四个要素是关键。幸运的是,我们的材料在满足这些要求方面表现出色"。法尔哈是碳捕集技术方面的专家,现任西北大学温伯格文理学院查尔斯-莫里森(Charles E. and Emma H. Morrison)化学教授。Khoshooei 在加拿大卡尔加里大学攻读博士学位时开始这项工作,现在是 Farha 实验室的博士后研究员。新型催化剂背后的秘密是碳化钼,这是一种硬度极高的陶瓷材料。与许多其他需要昂贵金属(如铂或钯)的催化剂不同,钼是一种廉价、非贵重、地球上富集的金属。要将钼转化为碳化钼,科学家们需要一种碳源。他们在一个意想不到的地方发现了廉价的选择:储藏室。令人惊讶的是,糖几乎家家户户都有的白色颗粒状糖成为了一种廉价、方便的碳原子来源。Khoshooei 说:"在我尝试合成这些材料的每一天,我都会从家里带糖到实验室。与催化剂常用的其他类材料相比,我们的材料价格低廉得令人难以置信"。在测试催化剂时,Farha、Khoshooei 和他们的合作者对催化剂的成功留下了深刻印象。催化剂在环境压力和高温(300-600摄氏度)条件下工作,以 100% 的选择性将CO2转化为 CO。高选择性意味着催化剂只对二氧化碳起作用,而不会破坏周围的材料。换句话说,工业界可以将催化剂用于大量捕集气体,并选择性地只针对二氧化碳。此外,催化剂还具有长期稳定性,即保持活性,不会降解。法尔哈说:"在化学中,催化剂在几个小时后失去选择性并不罕见。但是,在苛刻的条件下使用 500 小时后,其选择性并没有改变。"这一点尤其引人注目,因为二氧化碳是一种稳定而顽固的分子。"转化二氧化碳并不容易,"Khoshooei 说。"二氧化碳是一种化学性质稳定的分子,我们必须克服这种稳定性,而这需要大量的能量。"开发碳捕集材料是法尔哈实验室的主要工作。他的研究小组开发的金属有机框架(MOFs)是一类高孔隙率的纳米级材料,法尔哈将其比喻为"精密且可编程的洗浴绵"。法尔哈探索 MOFs 的各种应用,包括直接 从空气中提取二氧化碳。现在,法尔哈说,MOFs 和这种新型催化剂可以共同在碳捕集与封存中发挥作用。法尔哈说:"在某些时候,我们可以使用 MOF 捕获二氧化碳,然后再使用催化剂将其转化为更有益的物质。利用两种不同材料进行两个连续步骤的串联系统可能是未来的发展方向"。"这可以帮助我们回答'如何处理捕获的二氧化碳'这一问题"。Khoshooei 补充道。"目前的计划是将其封存在地下。但地下水库必须满足许多要求,才能安全、永久地储存二氧化碳。我们希望设计一种更通用的解决方案,可以在任何地方使用,同时增加经济价值。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料

新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料 锅炉的效率通常很高。因此,仅靠提高燃烧效率很难减少二氧化碳排放。因此,研究人员正在探索其他方法,以减轻锅炉排放的二氧化碳对环境的影响。为此,一个很有前景的策略是捕获这些系统排放的二氧化碳,并将其转化为有用的产品,如甲烷。要实施这一战略,需要一种特殊类型的膜反应器,即分配器型膜反应器(DMR),它既能促进化学反应,又能分离气体。虽然 DMR 已在某些行业中使用,但其在将二氧化碳转化为甲烷方面的应用,尤其是在锅炉等小型系统中的应用,仍相对较少。由日本芝浦工业大学的野村干弘教授和波兰 AGH 科技大学的 Grzegorz Brus 教授领导的一组日本和波兰研究人员填补了这一研究空白。他们的研究成果最近发表在《二氧化碳利用期刊》上。来自日本和波兰的研究人员开发出一种反应堆设计,可有效捕捉二氧化碳排放并将其转化为可用的甲烷燃料。这一突破可大幅减少温室气体排放,为实现碳中和的未来铺平道路。资料来源:日本 SIT 的野村干弘教授研究小组双管齐下,通过数值模拟和实验研究来优化反应器设计,以便将小型锅炉中的二氧化碳高效转化为甲烷。在模拟过程中,研究小组模拟了气体在不同条件下的流动和反应。这反过来又使他们能够最大限度地减少温度变化,确保在甲烷生产保持可靠的同时优化能源消耗。研究小组还发现,与将气体导入单一位置的传统方法不同,分布式进料设计可以将气体分散到反应器中,而不是从一个地方送入。这反过来又能使二氧化碳更好地分布在整个膜中,防止任何位置过热。野村教授解释说:"与传统的填料床反应器相比,这种 DMR 设计帮助我们将温度增量降低了约 300 度。"除了分布式进料设计,研究人员还探索了影响反应器效率的其他因素,并发现一个关键变量是混合物中的二氧化碳浓度。改变混合物中的二氧化碳含量会影响反应的效果。"当二氧化碳浓度为 15%左右(与锅炉中的二氧化碳浓度相似)时,反应器生产甲烷的效果要好得多。事实上,与只有纯二氧化碳的普通反应器相比,它能多产生约 1.5 倍的甲烷,"野村教授强调说。此外,研究小组还研究了反应器尺寸的影响,发现增大反应器尺寸有助于为反应提供氢气。不过,需要考虑一个折衷的问题,因为提高氢气可用性的好处需要谨慎的温度管理,以避免过热。因此,这项研究为解决温室气体排放的主要来源问题提供了一个前景广阔的解决方案。通过利用 DMR,可以成功地将低浓度二氧化碳排放转化为可用的甲烷燃料。由此获得的益处不仅限于甲烷化,还可应用于其他反应,从而使这种方法成为高效利用二氧化碳的多功能工具,甚至适用于家庭和小型工厂。这项研究得到了波兰国家机构、克拉科夫 AGH 大学和日本科学促进会的资助。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

【下单就消除二氧化碳,这或许是全世界最可持续的礼物】随着圣诞临近,瑞士公司 Climeworks 推出了三种面额不同的「二氧化碳

【下单就消除二氧化碳,这或许是全世界最可持续的礼物】随着圣诞临近,瑞士公司 Climeworks 推出了三种面额不同的「二氧化碳消除券」作为礼物。当你买下其中一张给你的朋友,你的朋友会收到电子贺卡,而 Climeworks 会以这位朋友的名义,消除规定的二氧化碳数量。 #抽屉IT

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人