研究人員近日發(fā)現(xiàn)了一種從海洋中清除溫室氣體的新方法袁垄，通過(guò)由無(wú)膜電化學(xué)電池組成的可逆流程來(lái)清除海水中的二氧化碳。專(zhuān)家表示权惊，這種方法可能比從空氣中清除溫室氣體的現(xiàn)有方式更為有效畜伐。
據(jù)塞特科技日?qǐng)?bào)(Scitech Daily)3月1日?qǐng)?bào)道蹂甥，麻省理工學(xué)院一研究團(tuán)隊(duì)在能源與環(huán)境科學(xué)雜志(Energy and Environmental Science)上發(fā)表了突破性研究成果警钥，稱(chēng)他們可能已經(jīng)找到了一個(gè)真正高效且低廉的碳清除方法的關(guān)鍵。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年9月24日虑庇，印度泰米爾納德邦拉梅斯瓦拉姆海岸外的水域枫昏，婦女們?cè)谥穹ど戏N植海藻」舛科學(xué)家們稱(chēng)海藻是一種神奇的作物旋蝎，吸收的二氧化碳比樹(shù)木還多冶习。
由于大氣中的二氧化碳濃度持續(xù)增加，世界各地的研究團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直在尋求從空氣中有效清除二氧化碳的方法孕序。但容易被忽視的是琐幔，海洋作為世界上最大的二氧化碳“碳匯”，海水中的二氧化碳濃度是空氣中的100倍以上递市，是天然的“二氧化碳捕捉器”为稽。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)直接從海水中清除二氧化碳可能成為緩解全球碳排放的另一種可行方式唁情，甚至有可能在將來(lái)實(shí)現(xiàn)整體凈負(fù)排放 疑苔。
目前現(xiàn)有的方法是在一疊薄膜上施加電壓，通過(guò)分解水來(lái)酸化原料流甸鸟。這樣能將海水中的碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化為二氧化碳分子惦费，之后在真空環(huán)境下將之清除。
麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授哈頓(T. Alan Hatton)表示抢韭，昂貴的薄膜和驅(qū)動(dòng)電極反應(yīng)的化學(xué)品薪贫，大幅增加了流程的費(fèi)用和復(fù)雜性。目前刻恭，雖然已經(jīng)有一些公司嘗試踏足此領(lǐng)域瞧省，但通過(guò)空氣和通過(guò)海洋吸收二氧化碳的技術(shù)都尚未被廣泛運(yùn)用。
由哈頓教授等人組成的研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)由無(wú)膜電化學(xué)電池組成的可逆流程鳍贾，首先酸化水鞍匾，將溶解的無(wú)機(jī)重碳酸鹽轉(zhuǎn)化為二氧化碳分子，在真空環(huán)境下將之作為氣體收集贾漏。然后候学，水被輸送到第二組具有反向電壓的電池藕筋，以恢復(fù)質(zhì)子键腹，并將酸性水轉(zhuǎn)化為堿性，最后將水放回海中蒂抒，再開(kāi)始循環(huán)這一流程溪客。當(dāng)一組電極的質(zhì)子被耗盡時(shí)，另一組電極會(huì)在堿化過(guò)程中被再生先兆，這樣兩個(gè)電池的作用就會(huì)定期地進(jìn)行交換肢箕。
麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系的瓦拉納西教授(Kripa Varanasi)稱(chēng)，二氧化碳堆積造成的海洋酸化會(huì)威脅到珊瑚礁和貝類(lèi)的生存爵例。這種清除二氧化碳和向海洋中重新注入堿性水的方法可以從局部地區(qū)開(kāi)始牲支，逐漸開(kāi)始扭轉(zhuǎn)這種情形。同時(shí)豌淹，堿性水排放需要通過(guò)分散的出口窥血，或者在離岸較遠(yuǎn)的地方進(jìn)行婶耕，以避免集中的排放而導(dǎo)致堿度飆升，破壞生態(tài)系統(tǒng)牢辣。
不過(guò)與其他碳清除過(guò)程一樣赖厅，二氧化碳被從海水中移除后，也需要被進(jìn)一步處理晾咪。例如收擦，可以將二氧化碳掩埋在海底，或者將之轉(zhuǎn)化為乙醇等化合物作為運(yùn)輸燃料谍倦。哈頓教授說(shuō)塞赂，“二氧化碳無(wú)法全部被轉(zhuǎn)化為原料，因此大量從水中吸收二氧化碳都需要被埋在地下昼蛀。”
該團(tuán)隊(duì)初步的設(shè)想是將該流程與海水淡化廠(chǎng)的工作相結(jié)合减途，以減少處理海水的成本，或者在水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)等容易產(chǎn)生酸性水的地方進(jìn)行曹洽。瓦拉納西教授補(bǔ)充說(shuō)鳍置，該流程也可以由船舶在行駛過(guò)程中完成，以減輕海上交通運(yùn)輸?shù)奶寂欧潘拖瑢⒋白兂?ldquo;海洋凈化器”税产。
這項(xiàng)研究仍然正在進(jìn)行中，以提高流程的效率偷崩。哈頓教授表示辟拷，研究團(tuán)隊(duì)已取得重大進(jìn)展，該碳清除流程可以在兩年內(nèi)進(jìn)行完整展示欣挠。
