如何从空气中捕集二氧化碳?

2024-12-01 11:42:00

石油、化工和电力产业会产生大量的CO2,除此之外,传统交通工具使用汽油、柴油等化石燃料,也会排放CO2。过去几年,CCS技术主要应用在工业方面。例如,大部分发电厂还是传统的燃煤电站,燃烧煤炭产生CO2,在CO2排放到空气之前,用一些设备捕获CO2。然而,建设CO2捕获设备需要大量的空间和资金,改进现存的发电厂也非常麻烦。同时,汽车尾气问题也很严重,给每辆汽车的排气口都装上CCS设备是不可能实现的。此外,在排放源头捕获CO2只是减少了工业CO2的排放量,不能减少大气中已经存在的过量的CO2。因此,工程师们设计了能直接从空气中抽取CO2的设备,这种设备可以放在任何地方,不需要靠近排放源头,这样可以直接减少空气中的CO2含量。

树木是自然的CO2调节系统,它们可以吸收CO2,释放O2,每平方千米森林每周可以吸收500吨CO2。但是,当植物死亡、腐烂以后,又会释放出CO2。因此,利用树木来减少大气中的CO2并非是一劳永逸的事情。为此,科学家发明了从空气中捕获CO2的设备(DirectAirCapture,DAC),用DAC捕获的CO2可以被永久地封存在地下和海洋底部,不用担心CO2会在几百年后回到空气中。

与传统的减排技术相比,DAC技术专注于从空气中提取CO2,而不依赖于特定的点源排放。空气中CO2通过吸附剂进行捕集,完成捕集后的吸附剂通过改变热量、压力或湿度进行再生,再生后的吸附剂再次用于CO2捕集,而纯的CO2则被储存起来。

DAC系统中,巨大的风扇将空气吸入,引到机器的中心。当前,液体DAC技术和固体DAC技术正在被用于从空气中捕获CO2。液体DAC技术将空气通过化学溶液(如含OH-的溶液),从而去除CO2。该系统通过高温加热将化学物质重新整合到生产过程中,同时将剩余的空气返回到环境中。固体DAC技术利用固体吸附剂过滤器与CO2化学结合。当这些过滤器被加热并置于真空下时,它们就会释放出浓缩的CO2,然后这些CO2就会被捕获以供储存或使用。

DAC技术是为数不多的从大气中直接去除CO2的技术选项之一。目前,DAC技术仍处于发展阶段,还面临着挑战,如高成本、能源消耗以及大规模应用的可行性。随着科学技术的进步和投资的增加,DAC技术有望成为减缓气候变化和降低空气中CO2浓度的一种补充手段。

阅读原文