科學家創造了一種可以捕獲二氧化碳並將其轉化為有機物的材料
(明迪·高宮)
科學家們想出了一種創新的方法來嘗試對抗大量我們仍在向空氣中排放二氧化碳,即使作為氣候危機正在我們周圍展開:將二氧化碳轉化為有用的有機聚合物。
新開發的方法可以從空氣中吸收二氧化碳分子,並且在過程中不會消耗太多能量。然後,該材料有可能轉化為包裝或服裝的成分。
秘密武器是多孔的配位聚合物(PCP)由鋅金屬離子組成。
科學家表示,這些離子能夠選擇性地捕捉二氧化碳分子,其效率比其他 PCP 高 10 倍。更重要的是,該材料可重複使用,並且在 10 個反應循環後仍以最高效率運作。
“我們成功設計了一種多孔材料,它對二氧化碳分子具有高親和力,可以快速有效地將其轉化為有用的有機材料,”材料化學家 Ken-ichi Otake 說道,來自日本京都大學。
的想法碳封存已經存在了一段時間,但二氧化碳的低反應性意味著在不使用大量能量的情況下很難捕獲和鎖定二氧化碳——這有點違背了這一點。
PCP(也稱為金屬有機骨架或 MOF)可能是克服這一障礙的關鍵。這項新研究中概述的方法使用了一個巧妙的技巧:具有螺旋槳狀結構的有機組件。
透過X射線結構分析,研究人員發現,當CO2分子接近PCP時,其分子結構會旋轉並重新排列,使二氧化碳被捕獲在材料中。
五氯酚本質上是一種分子篩,能夠透過大小和形狀來識別分子。一旦該材料完成了吸收二氧化碳的工作,它就可以作為有機聚合物重複使用或回收。有機聚合物可轉化為聚氨酯,應用於服裝、包裝、家用電器等多種領域。
我們在碳儲存領域看到了許多有前途的前景。今年早些時候,澳洲皇家墨爾本理工大學的科學家提出了一種方法將二氧化碳重新轉化為煤炭,利用涉及金屬鈰的化學反應。
來自美國萊斯大學的另一組研究人員已經能夠開發出一種設備將二氧化碳轉化為液體燃料:在這種情況下,金屬鉍是關鍵成分,甲酸是最終結果。
所有這些想法都需要進一步研究,並需要在更大範圍內發揮作用,但正在取得進展。也就是說,它們不應該分散我們對減少空氣中二氧化碳排放和減緩全球暖化的最佳方法的注意力——減少碳排放。
很明顯需要採取行動,而且速度快。這種新的二氧化碳轉化方法很可能在未來對我們變得非常重要,尤其是因為它可以將我們不想要的東西變成我們想要的東西。
“最環保的碳捕獲方法之一是將二氧化碳回收成高價值化學品,例如可用於石化和製藥的環狀碳酸酯,”材料化學家 Susumu Kitakawa 說道,來自京都大學。
該研究發表於自然通訊。