2022年,全球二氧化碳排放量超368亿吨,而且这种情况并不会在短时间内放缓。全世界的工业和人们时时刻刻都在排放温室气体,加重大气层污染,从而导致空气质量变差、海洋温度升高以及极端天气频发。
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正因如此,世界各国领导人和研究人员开始更加重视地球工程等想法。地球工程包括所有人为干预地球气候的技术,其中之一便是太阳辐射管理,原理是向大气层注入气溶胶,将地球吸收的阳光反射回太空,从而降低地球的温度。还有直接空气捕集(DAC)——本质上是从大气中吸走全部二氧化碳,达到“清洁”效果,并将二氧化碳储存在吸收材料中。
然而,在碳捕获的道路上仍存在一些障碍。首先,碳一经捕获就需要以某种方式安全储存或处理,而这可能是个大问题,因为许多人对社区埋藏有毒的二氧化碳容器提出异议。此外,碳一旦释放到空气中就会被稀释,因此要从大气中捕获一定数量的碳十分困难。
理海大学(Lehigh University)的化学工程专家阿鲁普·森古普塔(Arup SenGupta)称,由于碳的浓度很低,吸收剂也起不了什么作用。然而,森古普塔和他的同事研究出了一种新的吸收剂,他声称这种吸收剂的碳捕获能力是当前DAC系统的三倍,克服了大气中二氧化碳浓度低的障碍。因此,这种材料可能成为碳捕获技术商业化和广泛应用的转折点。
森古普塔在《科学进展》(Science Advances)杂志上发表了一篇论文,介绍这种新材料。具体来说,这是一种混合铜基材料,可以更有效地捕获大气中的二氧化碳,其所需热能更少,可以有效提高碳捕获过程的效率。
不过,或许最重要的在于,该方法能够利用海水将碳酸转化为碳酸氢钠(即小苏打)。 森古普塔表示,这种材料可以在海洋中安全处理,有助于解决碳储存或掩埋问题。
在这一过程中,只要稍加修改,就可以将海水与吸收剂一起使用,把二氧化碳轻松地送回海洋。海洋可以成为一个无限大的碳汇,捕获这个过程中移除的二氧化碳。
森古普塔表示,已经有公司对这项技术感兴趣,并且可以大量生产这种材料。但他承认,为了使这种碳捕获过程产生实际效果,需要世界上一些最大的且有影响力的国家(和污染源)支持。桑古普塔称,这不仅仅事关两三个国家,DAC工厂可以建在各大洲500个不同的地方。
地球工程也确实招致了不少批评。例如,有人可能会说,该工程会纵容石油公司继续污染地球。毕竟,如果我们可以轻易吸走空气中的二氧化碳,那他们为什么不继续开采石油和煤炭呢?然而事实上,甚至联合国和白宫也已经开始研究太阳辐射管理和碳捕获,将其作为应对气候变化的可行方法。
编译:沈奇源(期刊部)
审校:张贝思(期刊部)
编辑:沈奇源(期刊部)
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