直接“抓走”空气中的二氧化碳，有办法吗

位于冰岛的直接空气捕获工厂Climeworks，用风扇吸入周围空气以提取二氧化碳。图片来源：美国有线电视新闻网

科技日报讯 （记者张佳欣）在全球范围内减少碳排放是紧要和必要的，温室气体的消除被认为是实现净零排放、限制气候变化最坏影响的关键所在。科学家表示，捕捉大气中的碳排放是实现碳中和的“最后一公里”，但技术上真的有办法直接从空气中“抓走”二氧化碳（CO₂）吗？据新一期《自然》杂志报道，英国剑桥大学的研究人员发现，通过向活性炭“海绵”中注入可与CO₂形成可逆键的离子，带电材料即可直接从空气中捕获CO₂。

直接空气捕集是一种潜在的碳捕获方法，它使用海绵状材料从大气中去除CO₂。研究人员推测，如果活性炭可以像电池一样充电，它就可能成为一种适合碳捕获的材料。于是，他们给廉价的活性炭布“充电”，这种布大致就像电池中的电极，氢氧化物离子会聚集在活性炭的微小孔隙中。在充电过程结束时，研究人员将活性炭从“电池”中取出，清洗并晾干。

对带电“海绵”的测试表明，得益于氢氧化物的键合机制，它可以成功地从空气中直接捕获CO₂。这是一种制造材料的新方法，使用类似电池的过程，其CO₂的捕获率已经可以与现有的材料相媲美。

为了从活性炭中收集CO₂，以便将其提纯和储存，需要对材料进行加热，以破坏氢氧化物与CO₂之间的化学键。目前用于从空气中捕获CO₂的大多数材料都需要被加热到高达900℃的温度，且通常使用天然气。然而，带电的活性炭“海绵”只需要加热到90—100℃，而这个温度可以通过使用可再生电力来实现。这些材料通过电阻加热来达到升温，本质上是从内到外加热材料，过程更快、能源密集度更低。

然而，这些材料确实存在局限性，例如在潮湿环境下的表现一般。研究人员正在努力突破这些限制。