美國加州大學伯克利分校的化學家稱他們已經創造了一種簡單且非常便宜的方法–使用一種叫做三聚氰胺的聚合物來捕獲二氧化碳。這種方法比金屬有機框架便宜得多。它可以捕獲來自煙囪或尾氣管的碳排放。
美國約75%的二氧化碳排放來自於化石燃料的燃燒，雖然到2050年實現零排放的競賽主要集中在用更清潔的電氣化解決方案取代化石燃料的使用，但碳捕獲肯定會發揮重要作用。
金屬有機框架(MOF)在這一領域顯示出巨大的發展前景。這些晶體結構的複雜形狀提供了任何已知材料中最大的表面積，當其他分子通過時二氧化碳分子會被困在這些結構中。
加州大學伯克利分校的研究人員早在2015年就創造了第一個碳捕集MOF，此後又將其改進到更高的效率水平–但要使碳捕集技術得到廣泛部署，它需要超級簡單和極其便宜。“我們想考慮一種碳捕集材料，它的來源是非常便宜和容易得到的，”發表在《Science Advances》上的一篇新研究論文的通訊作者之一Jeffrey Reimer教授說道，“因此，我們決定從三聚氰胺開始。”
三聚氰胺粉末的價格約為每噸40美元。它是一種非常常見的材料，也是熱固性塑料、層壓板、白板和擦拭乾凈的Formica廚房檯面等東西的關鍵成分。研究小組將其跟甲醛和三聚氰胺結合起來，並用3至7天的縮合聚合技術，然後進行超聲處理和清潔過程以創建穩定的三聚氰胺納米多孔網絡。
據該團隊稱，這些網絡在大氣壓力水平下表現出每克1.82毫摩爾二氧化碳的高吸附能力。它們迅速地吸附了碳–在幾分鐘內–並顯示出非凡的循環穩定性和低再生能量。這種新材料在約40°C時捕獲二氧化碳並在80°C時將其釋放。
從本質上講，研究人員認為，三聚氰胺納米多孔網絡的首次運行跟七年前為該工作設計的第一種MOF大致相同–有很大的改進潛力且成本更低。
目前仍存在的問題是，三聚氰胺的生產本身是一個排放二氧化碳的過程，但研究人員認為這種新材料可以在排放物捕獲方面有廣泛的應用。這項研究的論文第一作者Haiyan Mao這項工作創造了一種通用的工業化方法以實現使用多孔網絡的可持續二氧化碳捕獲。“我們希望我們可以設計一個未來用於捕獲汽車廢氣的附件，也可能是一個建築的附件，甚至是傢具表面的塗層。”
Reimer說道：“這種材料在實驗室規模上用於捕獲二氧化碳的所有實用方面都已得到滿足，而且它只是令人難以置信得便宜和容易製造。”