开采空气:将二氧化碳转化为纳米纤维建筑材料

导读 如果我们能够找到某种方法来减少大气中二氧化碳的量,那将是非常棒的,二氧化碳是人类活动(如燃烧煤炭来发电)所排放的主要温室气体。如果我

如果我们能够找到某种方法来减少大气中二氧化碳的量,那将是非常棒的,二氧化碳是人类活动(如燃烧煤炭来发电)所排放的主要温室气体。如果我们能找到某种方法来制造大量廉价的碳纳米纤维,一种特殊的碳原子排列,其强度和重量比钢强很多倍,并且也是一种高效的热和电导体,那么它将几乎一样伟大。。

但是,这完全是很棒的。如果我们能以某种方式从大气中吸收多余的二氧化碳,然后将其实际用于制造成吨的碳纳米纤维建筑材料,该怎么办?

好吧,一组科学家开发了一种革命性的技术来做到这一点。在此过程中,它们不仅可以帮助防止海平面笼罩我们的城市,而且我们可以为这些城市提供更便宜,更大,更耐用的摩天大楼和轻便,节能的汽车,这些汽车比道路上的任何东西都更具耐撞性今天。

一无所有

由乔治华盛顿大学化学教授斯图尔特·利希特(Stuart Licht)及其同事组成的团队开发的新工艺,利用集中的太阳能创建了一种化学熔池,其温度达到了1,380华氏度(749摄氏度)。当将空气添加到电池中时,二氧化碳在受到来自镍和钢电极的热量和直流电时会溶解。随着气体分解,碳分子粘附在电极上并堆积成纳米纤维。然后可以将电极从熔池中取出,以便可以使用碳纳米纤维。(这是GWU新闻稿,包含更多详细信息。)

Licht在一封电子邮件中说,虽然该过程的实验室演示仅产生了极少量的碳纳米纤维(1克的十分之一),但在不增加成本的情况下扩大该过程并不难。他说:“化学和材料工程将加速扩大规模,以使该技术商业化。” “这项技术使用了廉价的部件,例如镍和钢电极,并且已经显得实用且价格合理。”

利希特(Licht)设想在全球偏远地区建造一系列大型的C0 2至纳米纤维工厂,称澳大利亚内陆,撒哈拉沙漠和莫哈韦沙漠等地为“理想之地”。

利希特说,该技术还可以用于捕获二氧化碳排放,这些二氧化碳从发电厂的烟囱中流出,这可以从源头上阻止温室气体的排放。这样做最终可能是政府研究人员多年来追求的“清洁煤”解决方案,但收效甚微。更好的是,尽管其他大多数清洁煤技术都需要捕获碳,然后以高昂的成本将其存储在某个地方,但利希特的过程实际上会产生有价值的商品。减少温室,增加建筑

当然,一个问题是,我们将如何处理这些巨型植物将产生的大量碳纳米纤维。根据一项分析,在这十年中,纳米碳基产品的产量每年以25%的速度增长。据估计,到2015年,工厂将生产出约12,300吨(11,110公吨)的废料,价值13亿美元。根据Worldsteel.org的说法,这似乎很多,但仍仅占全球钢铁产量近17亿吨(15亿吨)的一小部分。

但是,如果Licht的工艺能够将碳纳米纤维的成本降低到每吨1,000美元,正如他所预测的那样,那么其卓越的品质可以使其与钢铁竞争,而钢铁目前的成本仅为后者的一半。

利希特认为:“ [当前]碳纳米纤维市场类似于二战前的塑料市场。” “当碳纳米纤维成本下降时,通过替换建筑,航空,汽车,纳米电子,电池,传感器和相关行业中的材料和应用,市场有望以爆炸性的增长起飞。”