捕獲空氣中的二氧化碳

林夕

氣候變化與人類活動息息相關(guān)。人類活動造成二氧化碳、甲烷等溫室氣體排放過量，帶來了全球氣候變暖的問題。氣候變暖又造成海平面升高，極端天氣頻發(fā)，反過來影響著人類的生活。因此，全球氣候變化一直是人們最關(guān)注的問題之一。

太陽光透過大氣層射向地球表面，地表吸收陽光繼而溫度升高后，會釋放出部分熱量，這些熱量被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)吸收，提高了地球大氣圈的溫度，這就是溫室效應(yīng)。然而，燃燒化石燃料等人類活動增加了大氣中的溫室氣體，讓地球面對過熱的威脅。二氧化碳在溫室氣體中排名第一，它是影響氣候變化的最主要因素。無論是為了人類自己，還是為了整個地球，我們都應(yīng)該想辦法減少空氣中的二氧化碳。

直接捕獲二氧化碳

雖然使用太陽能、風(fēng)能等新能源可以減少二氧化碳的排放，但目前新能源還沒有普及，通過新能源改善環(huán)境的目標(biāo)短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。于是，科學(xué)家就想到了把空氣中的二氧化碳“抓起來”和“藏起來”，減少空氣中的二氧化碳含量，這樣的技術(shù)被稱為二氧化碳的捕獲和封存術(shù)（CCS）。

石油、化工和電力產(chǎn)業(yè)會產(chǎn)生大量的二氧化碳，除此之外，傳統(tǒng)交通工具使用汽油、柴油等化石燃料，也會排放二氧化碳。過去幾年，CSS技術(shù)主要應(yīng)用在工業(yè)方面。例如，大部分發(fā)電廠還是傳統(tǒng)的燃煤電站，燃燒煤炭產(chǎn)生二氧化碳，在二氧化碳排放到空氣之前，用一些設(shè)備捕獲二氧化碳。然而，建設(shè)二氧化碳捕獲設(shè)備需要大量的空間和資金，改進(jìn)現(xiàn)存的發(fā)電廠也非常麻煩。同時，汽車尾氣問題也很嚴(yán)重，給每輛汽車的排氣口都裝上CSS設(shè)備是不可能實(shí)現(xiàn)的。同時，在排放源頭捕獲二氧化碳只是減少了工業(yè)二氧化碳的排放量，不能減少大氣中已經(jīng)存在的過量的二氧化碳。因此，工程師們設(shè)計(jì)了能直接從空氣中抽取二氧化碳的設(shè)備，這種設(shè)備可以放在任何地方，不需要靠近排放源頭，這樣可以直接減少空氣中的二氧化碳含量。

捕獲二氧化碳的設(shè)備

樹木是自然的二氧化碳調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它們可以吸收二氧化碳，釋放氧氣，每平方千米森林每周可以吸收500噸二氧化碳。但是，當(dāng)植物死亡、腐爛以后，又會放出二氧化碳。所以利用樹木來減少大氣中的二氧化碳并非是一勞永逸的事情。為此，科學(xué)家發(fā)明了從空氣中捕獲二氧化碳的設(shè)備（以下簡稱AC，即Air Capture），用AC捕獲的二氧化碳可以被永久地封存在地下和海洋底部，我們不用擔(dān)心二氧化碳會在幾百年后回到空氣中。

在AC系統(tǒng)中，巨大的風(fēng)扇將空氣吸入，引到機(jī)器的中心，在那里，有蜂巢狀的塑料過濾塊，這些塑料過濾塊表面涂有能夠吸收二氧化碳的溶液，這些溶液大都為氨水、有機(jī)醇胺等。當(dāng)空氣通過這些塑料過濾塊時，二氧化碳就會與這些溶液反應(yīng)，生成碳酸鹽，留在溶液里。由于碳酸鹽并不穩(wěn)定，簡單的加熱就可以把二氧化碳從溶液中分離出來。二氧化碳會被壓縮，運(yùn)送到適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)封存起來，溶液可以循環(huán)利用。

處理二氧化碳

除了封存二氧化碳，我們還可以用其他的方式處理二氧化碳。首先，二氧化碳可以和水的電解質(zhì)結(jié)合起來，即用電流將海水分解，產(chǎn)生氫氣，然后二氧化碳與氫氣結(jié)合，變成汽油或其他燃料。

其次，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，珊瑚等海底生物利用二氧化碳和海水礦物長出了強(qiáng)壯的骨骼。這些生物死亡后，會沉入海底，二氧化碳不會再次進(jìn)入大氣。通常水泥制造業(yè)也會產(chǎn)生大量的二氧化碳，但通過模仿珊瑚，可以把二氧化碳廢氣生產(chǎn)成水泥。美國的卡萊拉公司正在嘗試將廢氣與強(qiáng)堿、鈣結(jié)合起來，生產(chǎn)新型水泥粉。

最后，二氧化碳或許可以被送入太空，這一設(shè)想由美國加州大學(xué)的科學(xué)家阿爾弗雷德·王提出。二氧化碳分子喜歡結(jié)合電子，形成離子，這些離子遵循地球的磁場。在兩極，地球的磁場幾乎是直接指向太空的。王教授想利用地球的磁場將二氧化碳分子送出大氣層。