《Nature》报道低成本新材料，CO2捕获广泛应用指日可待

碳捕获和封存技术（CCS）可以减少大气中的温室气体，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。能源公司对这项技术有着很高的期望，但是却有两个严峻的问题：一是价格昂贵；二是没有人知道这项技术是不是真的那么管用。

现有的CO₂捕获技术主要基于水性胺洗涤剂，这种技术如果投入使用，其高昂的处理费用将会大大增加现有的燃料附加费用。不过最近包括加州大学伯克利分校的研究人员在内的一个研究团队发现了一种固体吸附剂，它将附着有二胺的海绵状金属有机框架（MOFs）固体作为“相变”吸附剂，这种吸附剂随着温度的变化具有异常明显的阶梯状二氧化碳吸附等温线。

其中，金属中心被有机“连接基团”环绕，形成了多孔三维MOFs晶体，并具有非常大的比表面积。如果将方糖大小的MOFs展平，面积有一个足球场那么大！因此它具有非常大的CO₂储存能力。

在这种材料中，二胺接到金属位点会引起链反应，在碳、金属、胺的协同作用下，重新配置成氨基甲酸铵链，以完成CO₂的等温吸附过程。研究人员发现，根据金属-胺键的强度，在发生吸附的工作压力是可调的。Long和他的同事们首先用到了镁离子，然后再用锰、铁、钴和锌离子等取代镁离子，就这样，他们研制了第一个固态相变CO2捕获材料。

该文通讯作者Jeffrey Long说：“我们的技术可以在小的温度波动下吸附大量CO₂，并且具有比现有的液态胺更低的再生能量，现在我们已经知道了它的工作原理，正打算在此基础上寻找更有效的吸附剂来捕获混合气体中的CO₂。”

Long现在也正投身于这项技术的实际应用上，如果能够实现，将大大降低现有的CO₂捕获和封存技术的成本。

这项成果主要由Thomas McDonald和Jarad Mason等人完成。

（左起）Thomas McDonald、Jeffrey Long和Jarad Mason

这项技术发表在《Nature》上。

1. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14327.html

2. http://newscenter.lbl.gov/2015/03/17/a-better-way-of-scrubbing-co2/