研究:用於製造貓砂的普通廉價粘土或可用來捕獲空氣中的甲烷

據New Atlas報道,二氧化碳通常被認為是造成溫室效應的主要來源,但甲烷實際上是一種更強大的溫室氣體。麻省理工學院的一個團隊現在展示了一種從空氣中去除甲烷的新方法,即使是在濃度很低的情況下,用一種用於製造貓砂的普通粘土。

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甲烷從農業、煤炭開採、永久凍土融化中大量排放,並作為天然氣加工和運輸的副產品。與二氧化碳相比,甲烷在進入大氣層的前20年裡,其捕獲熱量的能力是二氧化碳的81倍,而在過了一個世紀之後這一數字仍然達到27倍。這意味着甲烷捕獲和清除應該是我們氣候減緩戰略的一個關鍵部分。

而現在,麻省理工學院的研究人員可能有了一種使用沸石粘土的有希望的新方法–這是常見的、多孔的礦物結構,經常被用作商業吸附劑,如貓砂。研究小組發現,通過用銅處理沸石,該材料在將甲烷從其周圍的空氣中拉出來方面變得非常有效。

為了在實驗室中測試這個想法,研究人員將經過銅處理的沸石顆粒放入一個反應管中,讓含有不同濃度甲烷的空氣通過它。甲烷含量從百萬分之二到百分之二,研究小組說這涵蓋了環境空氣中的甲烷水平範圍。反應管也被加熱到不同的溫度,以幫助該過程的進行。

果然,當加熱到310°C時,沸石能夠捕獲並轉化管中的100%的甲烷。這比其他甲烷捕集方法所需的溫度要低得多,而且它在更低的濃度下工作,這兩點可以幫助新技術在現實世界中實際發揮作用。

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但是,這當然也有一個問題–該方法將甲烷轉化為二氧化碳。將一種溫室氣體轉化為另一種溫室氣體是不太理想的,但研究人員說,仍然會有一個凈收益。轉換大氣中一半的甲烷(已經是一個很高的要求)將只增加今天大氣中二氧化碳的大約0.2%,但在輻射變暖方面帶來16%的節省。

在過去的研究中,其他類型的沸石已被用於甲烷捕獲,但其好處是在室溫下運行,並將氣體轉化為有用的甲醇。然而,它們只對天然氣(其主要成分是甲烷)而不是環境空氣真正起作用,因此它們對在源頭阻止甲烷泄漏更有用。

該團隊說,首先使用這種新催化劑的最有希望的地方是煤礦和乳品倉庫,這些地方通常含有集中的甲烷。這些地方的技術要求將相對簡單,並且可以被整合到現有的空氣循環系統中。然而,在這項技術可能達到可行性之前,當然還有更多的障礙需要克服,包括如何讓空氣更有效地流過粘土材料。

沒有參與這項研究的地球系統教授Rob Jackson說:“對於擴大這項工作和所有類似工作的規模,還有許多問題。在現場條件下,催化劑會有多快變質?我們能否使所需的溫度更接近環境條件?在處理大量的空氣時,這種技術的可擴展性如何?”

研究人員已經獲得了美國能源部200萬美元的資助,以將該技術開發成可以在礦場和農場進行測試的設備。

該研究發表在《ACS Environment Au》雜誌上。

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