新型液態金屬催化劑,室溫下將二氧化碳轉為固態煤

新型液態金屬催化劑,室溫下將二氧化碳轉為固態煤

 

目前,碳捕集與封存技術集中在將二氧化碳壓縮成液體,然後再運送到合適場址注入地下封存。現在有一種新方法,利用液態金屬直接將二氧化碳轉化為固態煤,為消除大氣溫室氣體提供另一條技術途徑。

近半世紀以來全球暖化加劇,多數科學家都相信肇因於人為活動,但我們不能翻轉時間回到工業化時代前,只能想方設法轉型能源、減少碳排,並將工業活動衍生出的大量二氧化碳自大氣中重新提取出來、埋入地下,才有機會遏止地球氣候繼續惡化。

我們已看過不少碳捕捉與封存(Carbon capture and storage,CCS)技術,碳捕捉比如利用金屬有機框架、氣泡膜、咖啡渣等製成的材料吸收二氧化碳,或是開發充當油漆的新型凝膠,可以自行吸收二氧化碳修補脫落龜裂的地方;捕捉之後的碳封存技術,則有將碳重新製造成混凝土、燃料甚至可口可樂飲料等,或是直接將二氧化碳壓縮成液態,注入地下深處與水結合,在與玄武岩相互作用後約 2 年就可凝固成碳酸鹽礦物。

不過麻省理工學院之前研究發現,將二氧化碳壓縮成液態再轉成礦物的成效似乎不如預期,因為二氧化碳礦物實際上只有表層變硬,下層依然是液態或氣態,未來若採礦不小心挖破,二氧化碳就又全部洩漏回空中了。因此,另一派研究專注於先將二氧化碳轉為固體再埋入地下,然而,過去二氧化碳只能在極高溫環境下被轉化為固態,是一大技術門檻。

而澳洲墨爾本皇家理工大學(RMIT)領導的團隊,現在能利用液態金屬催化劑在室溫下將二氧化碳轉為固體,有效減少空氣中二氧化碳。

團隊首先製造出在室溫下為液態且能導電的鎵銦錫合金,接著摻入金屬鈰,此時一些鈰與周圍空氣中的氧氣反應,在液態金屬表面形成氧化鈰超薄層;再來研究人員將二氧化碳溶解在裝有電解液和少量液態金屬的燒杯中,通電之後,二氧化碳會持續在催化劑表面轉化成固態碳片,然後剝離,不會堵塞液態金屬催化劑。

這些固態碳能回收應用於電池電極、飛機機翼等各種材料中,接下來就要從經濟角度來看該技術的商業化效果如何了。新論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。