美國科學家研究出一種可高效收集空氣中二氧化碳薄膜

admin4 2016-10-18 09:54:15

　　收集空氣中的二氧化碳排放是對抗氣候變化的另一個途徑。科學家們想了很多辦法來回收空氣中的二氧化碳。近日，來自美國新墨西哥大學和桑迪亞國家實驗室的科學家們研究出了一種高效低成本的技術，利用一種像氣泡一樣的超薄薄膜，收集空氣里的二氧化碳。

　　眾所周知，泡沫的結構是十分脆弱的，因此為了防止薄膜的破裂造成二氧化碳的泄漏，研究人員用納米孔硅基材料對薄膜進行了加固。因此薄膜結構分成兩部分，一個厚層不溶于水，一個薄層液體層則用來吸水。

　　薄膜的液體層厚度僅僅是肥皂泡的1/10，里面添加了碳酸酐酶，二氧化碳在穿過薄膜時將被捕獲并分解，與此同時，氮氣和氧氣將順利通過。碳酸酐酶常見于人體肌肉、血液和肺部，幫助體內組織排除二氧化碳。材料的納米孔結構也為碳酸酐酶提供了一個不同尋常的環境，研究人員使用分子模擬技術進行了實驗，想找出碳酸酐酶在擁擠空間內的性能表現。

　　實驗表明，盡管納米孔比碳酸酐酶本身大不了多少，但部分碳酸酐酶還是可以擠在納米孔內進行二氧化碳催化分解工作。納米孔結構有助于保護碳酸酐酶，這意味著它們將比平時擁有更高的分解效率和活躍度，這一狀態可以持續數月之久，甚至在溫度高達60°時也能保持該狀態。

　　研究人員稱，該薄膜與其他二氧化碳回收膜相比，捕獲效率要高上10到100 倍，分解效率高上100倍。

　　在實驗室取得成功后，研究人員將在發電廠進行該薄膜的二氧化碳捕獲實驗。

　　大氣里的二氧化碳主要由含碳物質燃燒和動物的新陳代謝產生。散布在大氣中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收并溶解于水中，還有5%的二氧化碳通過植物光合作用，轉化為有機物質貯藏起來。這就是二氧化碳占空氣成分0.03%(體積分數)始終保持不變的原因。

　　但研究表明，隨著人類生產活動的日益加劇，排放到大氣中的二氧化碳量日益增多，二氧化碳排放過多最大的危害是導致溫室效應。二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能，它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間擴散，其結果是地球表面變熱。

　　利用像氣泡一樣的超薄薄膜，高效收集空氣里的二氧化碳，或許對氣候變暖能起到一定的緩解作用。