美国能源部橡树岭国家实验室的科学家们发现了一种简单、可靠的从大气中直接捕捉二氧化碳的方法，为碳捕获和储存提供了一个新的选择，以应对全球变暖。

最初，橡树岭国家实验室的团队研究从水中去除环境污染物如硫酸盐、铬酸盐或磷酸盐的方法。为了除去这些带负电荷的离子，研究人员合成了一种简单化合物胍，设计用它与污染物进行强结合，形成易于从水中分离出来的不溶性晶体。

在这个过程中，他们发现了一种新方法，能够以最少的能量、投入最少的化学品，来捕获和释放二氧化碳。

“当我们把胍溶液放置在空气中，迷人的棱柱状晶体就开始形成了，” 橡树岭国家实验室的Radu Custelcean说。“通过X光衍射分析它们的结构之后，我们惊奇地发现这些晶体中含有碳酸盐（当空气中的二氧化碳和水发生反应时形成的）。”

数十年的研究引领了碳捕获和长期碳储存策略的发展，以减少或消除电厂二氧化碳的排放（这是一种导致全球气温上升的温室气体）。碳捕获和储存策略包括一个技术系统，从释放点或从空气中直接收集二氧化碳，然后将其运输并储存在指定地点。

一种从大气中吸收二氧化碳的非传统方法（直接空气捕获法），是橡树岭国家实验室在这篇论文中的研究重点，它也可以应用在二氧化碳的排放点。

二氧化碳一旦被捕获，就需要将其从化合物中释放出来，这样气体就可以通过管道输送，并被深埋于地下进行封存。传统的直接空气捕获物质必须要加热到900摄氏度，才能释放出气体——这个过程往往会比最初去除的时候，释放出更多的二氧化碳。橡树岭国家实验室开发的胍类物质是一个低能耗的替代。

“通过我们的方法，我们可以通过将晶体加热到80-120摄氏度来释放与化合物结合的二氧化碳，比起现有的方法，这是一个比较温和的方式，” Custelcean说。加热后，晶体又恢复成了最初的胍类物质。回收化合物经过三个连续的碳捕获和释放周期可以循环利用。

Custelcean介绍，这个直接空气捕获法正在获得关注，这个方法还需要进一步开发和积极实施，让其有效对抗全球变暖。同时，他们需要深入研究胍类物质，它如何才能在现有的和未来的碳捕获、存储应用方面更加有效。

研究团队正在利用橡树岭国家实验室的散裂中子源（SNS）（隶属于美国能源部科学使用者设施办公室）在中子散射方面的专长，研究物质的晶体结构和特性。通过分析结合在晶体中的碳酸盐，他们希望更好地了解二氧化碳捕获和释放的分子机制，有助于设计下一代吸附剂。

科学家们还计划评估能否用太阳能作为持续热源，来释放晶体中的二氧化碳。

文章链接：

Charles Seipp, et al, "CO2 Capture from Ambient Air by Crystallization with a Guanidine Sorbent," Angewandte Chemie  2016 (2016), DOI: 10.1002/anie.201610916

新闻链接：

Crystallization method offers new option for carbon capture from ambient air

（本文来源：中国科技网；）

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