北卡州立大学华人学者发明高效过滤回收二氧化碳新技术

New cotton fabric-based filter from NCSU shows promise as CO2 remover

【毛苌子编译】据WRAL TecWire报道,北卡州立大学的研究人员发现,可以使用棉织物和一种称为碳酸酐酶的酶,研制出基于纺织品的过滤器,以理想的速度过滤空气和气体混合物中的二氧化碳。

最初的实验室测试结果表明,这种技术可以减少来自生物燃烧、煤炭或天然气发电厂的二氧化碳排放。尽管还需要放大试验,研究人员认为,与其他解决方案相比,他们的设计将使这一步更容易。

“有了这项技术,我们希望从源头上阻止二氧化碳排放,而发电厂目前是二氧化碳排放的主要来源。”该研究的第一作者、北卡州立大学博士后研究学者沈家龙(Jialong Shen,音译)说。“与类似的目标研究相比,我们的方法的主要优势在于,可以很容易地使用传统的纺织制造设施来扩大规模。”

该研究小组设计的一种基于纺织品的化学过滤器的核心是自然产生的碳酸酐酶,它可以加速二氧化碳和水转化为碳酸氢盐。这种酶在人体中起着重要作用,它帮助运输二氧化碳,以便于呼出。

“在我们的过程中,我们借用了这种奇妙的酶来加速水溶液对二氧化碳的吸收。”沈说。

为了制造这种过滤器,研究人员将这种酶附着在双层棉织物上,方法是将织物浸泡在一种含有壳聚糖的溶液中,壳聚糖的作用类似胶水。壳聚糖会在物理上吸附这种酶,使其附着在织物上。

研究人员进行了一系列实验,模拟发电厂的排放水平,看看他们的过滤器在多大程度上能从二氧化碳和氮气的混合空气中分离出二氧化碳。他们把织物卷成螺旋状,以便能塞进管子里。当二氧化碳与溶液中的水和酶反应时,它变成了碳酸氢盐,并从过滤器和管道滴下来。

“这种酶可以在较低的温度下维持很长一段时间,它将是持久的。”沈说,“这种织物为其提供了物理支撑和结构,同时为其与二氧化碳反应提供了一个大的表面积。”

捕捉二氧化碳只是过程的一部分,他们也正在研究如何回收利用从过滤器流出的液体,如何让碳酸氢盐重新变成二氧化碳,以及如何用于其他商业用途。

研究人员说,这种技术比现有的商业化碳捕集技术所需的能源更少。希望北卡州立大学这项碳捕获技术可以帮助降低成本,促进采用。

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