研究人员开发出一种新型材料，可以轻松有效地从烟囱甚至直接从大气中吸收二氧化碳。 这些物质可以帮助缓解与二氧化碳排放相关的问题，例如气候变化和海洋酸化。
在南加州大学，科学家们使用一种名为聚乙烯亚胺 (PEI) 的聚合物作为其新型材料的基础，这种材料在过滤碳方面比现有策略具有若干优势。“它非常容易制备，”南加州大学洛克碳氢化合物研究所的高级研究科学家 Alain Goeppert 解释道。
该聚合物涂有不同量的被称为气相二氧化硅的物质，以确定最佳涂层。“这比合成其他吸附剂（例如金属有机框架）容易得多，”Goeppert 说。 吸附是指原子粘附在给定材料的表面，而吸收是指原子渗透到材料内部。
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“它也很便宜，”他说，并指出 PEI 可以以低成本在市场上买到。
为了收集二氧化碳，Goeppert 说，可以将该材料装入柱子中，然后将柱子插入工厂和发电厂的烟道和烟囱中。 吸附剂在废气流过时收集二氧化碳。 当它饱和时，PEI 装置将被更换。
PEI 材料对二氧化碳也具有足够的亲和力，以至于它们可以直接从空气中去除二氧化碳，而空气中二氧化碳的浓度非常低，并且湿度等因素会阻碍其他吸附剂。
努力使材料“非常便宜”
聚合物中的氮原子在气体存在的情况下与碳形成可逆连接。 当吸附剂被加热到 100 摄氏度以上时，它会释放碳。 这使得该材料可以重复使用，但也创造了一种收集和浓缩二氧化碳的简便方法。
根据与 Goeppert 一起进行这项研究的南加州大学化学教授 G.K. Surya Prakash 的说法，收集到的气体随后可以通过转化为燃料来投入使用。 他设想了一种以碳循环利用而非开采更多化石燃料为基础的经济结构，并将 PEI 材料视为朝着这个方向迈出的一步。
“我们对二氧化碳捕获感兴趣，因为我们认为二氧化碳是人类最好的碳来源。 作为一名化学家，我告诉人们，‘嘿，伙计们！ 二氧化碳是解决方案，’”Prakash 说。“地球没有能源问题；地球有能源载体问题。”
尽管如此，PEI 材料可能还需要一段时间才能得到广泛应用。“对于二氧化碳应用，仍然需要做一些工作，”Prakash 说，他希望提高材料的耐用性，并希望进一步降低其已经很低的成本。“你需要让它非常便宜”，PEI 才能被接受，他说。
Goeppert、Prakash 及其合作者，包括诺贝尔奖获得者 George Olah，于去年 11 月在《美国化学学会杂志》上发表了他们的研究成果。 这三人还在《超越石油和天然气：甲醇经济》中阐述了他们对合成燃料的愿景。
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