空气中的二氧化碳(CO2)能让植物行光合作用,提供生物需要的氧气,但在工业革命后,CO2 浓度遽增却导致全球暖化,冲击生态环境,因此如何解决空气中的二氧化碳,是近年来科学家的研究主题。日前,美国科学家团队在美国化学协会的秋季会议中,提出或许是两全其美的解决办法──利用空气中的 CO2 制造出经济价值高的奈米碳纤维(carbon nanofibers),不仅减少 CO2 的浓度,还能减低制作奈米碳纤维的成本。
科学家团队提出的化学反应式如下:CO2 → CCNF + O2,在烧熔的盐巴液体中,以太阳能供电进行反应,液体会吸收空气中的 CO2,并在电极的一端慢慢形成奈米碳纤维。目前一小时的产能大约是 10 克的奈米碳纤维,他们预估产量应该会按比例增加,并影响空气中的 CO2 浓度。
▲奈米碳纤维在电极的一端逐渐形成的过程。(Source:BBC)
由乔治华盛顿大学的教授 Stuart Licht 领军的研究团队认为,此方法除了制作简单,更能节省奈米碳纤维的制作成本。奈米碳纤维主要被应用在电子零组件和电池上,若能因此降低成本,就可将它运用在更广泛的层面,比如像是改善航太科技以及汽车工业等,促进材料上的发展。
▲Stuart Licht 在会议中提供的奈米碳纤维样本。(Source:BBC)
但问题是,由 Licht 教授提出的奈米碳纤维“一锅合成法”(one-pot synthesis),真的能够降低制作成本吗?还是只是沦为空想的科技改革呢?有一些学者提出质疑,整个反应过程可能会消耗许多能量。来自雪菲尔大学的化学工程师 Katy Armstrong 认为,虽然 Licht 所提出的这个想法非常有前景且有趣,但可能会造成许多的麻烦,研究团队忽略了一个事实,需要大量的瓦斯才能收集到足够的碳,而这样的小缺失却有可能会增加更多的开销。但不管怎么说,Licht 教授仍认为这样的制作方法值得一试。
除了提出的一些意见外,仍有其他化学家赞赏 Licht 教授的制作理念,能让奈米碳纤维的生产成本“理论上”降低许多,更进一步改善全球暖化问题。但最后是否能在现实中成功运作且生产,还有待科学家团队的持续努力。
- Carbon nanofibres made from CO2 in the air
- One-Pot Synthesis of Carbon Nanofibers from CO2
首图来源:BBC