本報道與普利策中心海洋報道網路合作製作。
科學家和工程師正在開發大型機器，以將二氧化碳從大氣中吸出，但這項技術也消耗大量能源和資金，每噸捕獲的二氧化碳高達 1,000 美元。加州大學伯克利分校的化學家領導的一個團隊創造了一種黃色粉末，它可以透過更有效地吸收二氧化碳來推動該領域的發展。
詳細的預測表明，為了實現氣候目標，世界需要從大氣中去除的二氧化碳量將遠遠超過目前的提取量。美國正在向初創企業投資數十億美元，以開發直接空氣捕獲 (DAC) 技術，該技術使用風扇將空氣吹過與微酸性的二氧化碳結合的鹼性材料。氫氧化鈉和石灰粉有時用於此過程，胺類化合物（通常由氨製造）也是如此。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於發現和塑造我們當今世界的想法的具有影響力的故事。
作為他們的替代方案，加州大學伯克利分校的研究生周子惠和教授奧馬爾·亞吉將胺嵌入到一種具有廣闊表面積的結晶化合物中，這種化合物被稱為共價有機框架。由此產生的粉末，他們將其命名為 COF-999，是一種微觀支架，由碳氫化合物構成，透過超強的碳氮鍵和碳碳鍵（例如鑽石中的鍵）連線在一起。胺位於支架的開放空間中，隨時準備捕獲經過的二氧化碳分子。當週和亞吉將空氣泵入裝滿 COF-999 的管子時，該粉末以有史以來最快的速度捕獲了二氧化碳，研究人員在《自然》雜誌上報道。“我們完全從空氣中去除了二氧化碳，”亞吉說。
除了裝置之外，DAC 的最大成本通常是加熱吸收材料的能源，以便其釋放捕獲的二氧化碳，然後將二氧化碳收集在罐中，隨後注入地下或出售給工業界。當加熱到 60 攝氏度時，該粉末會釋放二氧化碳，這比當前 DAC 工廠所需的 100 攝氏度以上的溫度低得多。然後，該團隊再次部署該粉末，以從空氣中捕獲更多的二氧化碳。根據該研究，經過 100 多個捕獲和釋放迴圈後，其容量沒有顯示出明顯的下降。
亞吉說，COF-999 化合物也可能與煉油廠和發電廠煙囪上用於碳捕獲和儲存洗滌器的液態胺競爭。它足夠輕便（200 克一年內可以吸收與一棵大樹一樣多的二氧化碳），因此有可能用於船上，以去除其尾氣中的碳。
公司已經生產出類似的材料，金屬有機框架，以捕獲煙囪中的二氧化碳，以及用於保護免受有害化學物質侵害的口罩。在這些晶體結構中，超強的鍵是在金屬化合物而不是碳氫化合物之間形成的。但是，擁有一家生產這兩種型別材料的公司的亞吉表示，與領先的金屬有機框架相比，COF-999 可以更耐用、防水且更有效地去除二氧化碳。最近的一項《自然·通訊》研究報告稱，另一種基於磷酸鹽鍵的共價有機框架也具有碳捕獲的潛力。
賓夕法尼亞大學化學工程師詹妮弗·威爾科克斯指出，COF-999 粉末尚未在實際應用中進行測試，她曾在美國能源部從事碳去除工作。例如，如果它在塗覆過濾器或製成顆粒時過度限制氣流，則可能會增加移動空氣的風扇的能源消耗。威爾科克斯說，這種工程特性“最終將決定成本”。