研究人员指出吸附剂如何捕获和释放碳

从空气中去除二氧化碳的环境直接空气捕获(DAC)系统的关键组件是吸附剂材料，该材料首先用于捕获碳然后释放碳。某些吸附剂材料会在空气流过该材料时从空气中吸收二氧化碳。当加水时，它会释放出碳。随着材料再次干燥，它会吸收碳，依此类推。

在DAC系统上工作的人们已经观察到了几年来这种特殊材料的这种优雅功能，例如亚利桑那州立大学可持续工程与建筑环境学院的教授Klaus Lackner。拉克纳开发了一个名为“ MechanicalTree”的系统，该系统使用吸附剂材料从空气中去除碳。

现在，在早期在线版本的Joule中，Lackner和他的同事在一篇新论文中准确地阐明了其中的某些吸附剂材料如何捕获和释放碳，这一发现可能导致对吸附剂材料进行更智能的设计。所有除碳系统。

拉克纳说：“通过在各种材料中进行演示，并开发了解释该概念的计算工具和模型，我们对这些吸附剂的水分波动机理有了更好的了解。” “我们现在了解了导致水分波动的因素，这种见识增加了可以做到这一点的材料范围。”

该论文从微观角度详细描述了吸附剂材料在干燥时会与空气中的碳结合，而在潮湿时会解吸碳的情况。该系统通过量子力学仿真进行了检查，并在实验中得到了验证。

拉克纳解释说：“这个概念对我来说并不奇怪，因为我已经使用这种材料已有十年了，但是水分波动概念仍然非常新颖，并且与其他装载和卸载吸附剂的方式截然不同。” “我们在14年前发现了这种现象，而且很长一段时间以来，它的运作方式仍是一个谜。现在看来，这很明显。”

总体而言，拉克纳补充说：“这一进步为更多的候选材料和合理的设计打开了大门。其中许多材料比通常用作吸附剂的材料便宜得多。”

论文“水分驱动的CO 2吸附剂”的共同作者是纽约哥伦比亚大学的肖晓阳，杭小和陈希。东京中央大学的Kohei Kanamori和Akio Yonezu。除了担任ASU教授外，拉克纳还是负碳排放中心的负责人。

负碳排放领域的先驱拉克纳(Lackner)开发了一种名为“ MechanicalTree”的设备，该设备的行为就像一棵树，但从周围空气中去除CO 2的效率要高数千倍。由爱尔兰都柏林的Silicon Kingdom Holdings商业化的MechanicalTree，可以将捕获的天然气封存或出售，以在各种应用中重复使用，例如合成燃料，提高石油采收率或用于食品，饮料和农业行业。

吸收碳的吸收性材料是拉克纳设备的核心。

与其他碳捕集技术不同，SKH的技术可以从大气中去除CO 2，而无需使用高能耗设备通过机械方式将空气吸入系统。相反，该技术使用风将空气吹过系统。这使其成为一种在商业上可行的被动，相对低成本和可扩展的解决方案。如果大规模部署，该技术可能会导致地球大气中的CO 2含量大大降低，从而有助于应对全球变暖。

二氧化碳是无味，无色的气体，是燃烧化石燃料和其他自然过程的副产品。人类每年向大气中释放超过360亿公吨的CO 2，从而极大地改变了地球的自然碳循环。过量的碳会捕集热量并导致全球变暖。

MechanicalTree是一种新颖的几何形状，与风向无关，可以在每个位置使用正确的吸附剂。每棵“树”都包含一堆充满吸附剂的圆盘。当树状柱完全伸展且圆盘散开时，气流与圆盘表面接触，CO 2被束缚。为了进行再生，将磁盘放到底部容器内部。在该室内，CO 2从吸附剂中释放出来。然后将释放的气体收集，净化，处理并用于其他用途，同时重新部署磁盘以捕获更多的CO 2。

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