美國(guó)加利福尼亞州的研究人員生產(chǎn)出一種能夠從空氣中去除大量二氧化碳?xì)怏w的廉價(jià)塑料制品。沿著這條路，這種新材料將能夠用于大型電池的研制，甚至在避免災(zāi)難性氣候變化的嘗試中，成為旨在降低大氣二氧化碳濃度的“人造樹木”的主要成分。這些長(zhǎng)期目標(biāo)一直吸引著由洛杉磯市南加利福尼亞大學(xué)（USC）的化學(xué)家George Olah領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)。

　　作為1994年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，Olah一直設(shè)想未來(lái)社會(huì)主要依賴由甲醇（一種簡(jiǎn)單的液體酒精）制成的燃料。隨著容易開采的化石燃料在未來(lái)幾十年變得愈發(fā)稀缺，他提出，人們可以貯存大氣中的二氧化碳，并將其與從水中分離的氫相結(jié)合，從而形成一種具有廣泛用途的甲醇燃料。

　　Olah和他的同事還在研制一種廉價(jià)鐵基電池，這種電池能夠儲(chǔ)存由可再生能源產(chǎn)生的額外電力，并在需求高峰時(shí)輸入電網(wǎng)。在運(yùn)行時(shí)，鐵電池會(huì)從空氣中攫取氧。但即便只有微量的二氧化碳加入反應(yīng)也將使電池報(bào)廢。最近幾年，研究人員開發(fā)出一些很好的二氧化碳吸收裝置，它們由名為沸石的多孔固體與金屬有機(jī)骨架構(gòu)成。但是這些吸收裝置價(jià)格昂貴。因此Olah和他的同事著手尋找一種成本更低的替代方法。

　　研究人員轉(zhuǎn)而求助聚乙烯亞胺（PEI），這是一種廉價(jià)的聚合物，同時(shí)也是一種像樣的二氧化碳吸收器。但它只能在表面俘獲二氧化碳。為了增大PEI的表面積，USC的研究團(tuán)隊(duì)將這種聚合物溶解于一種甲醇溶劑中，并將其鋪在一堆煅制二氧化硅的上面，后者是一種工業(yè)生產(chǎn)的、由玻璃熔解的小滴制成的廉價(jià)多孔固體。當(dāng)溶劑蒸發(fā)后，留下的固體PEI便具有很大的表面積。

　　當(dāng)研究人員對(duì)新材料的二氧化碳吸收能力進(jìn)行測(cè)試時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，每克該物質(zhì)在潮濕的空氣中——類似于目前大多數(shù)的環(huán)境條件——平均可吸收1.72毫微摩爾的二氧化碳。這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)近期由氨基硅制成的另一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手1.44毫微摩爾每克的吸收值，并且在迄今進(jìn)行的二氧化碳吸收能力測(cè)試中處于最高水平。研究小組在日前出版的《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》中報(bào)告了這一研究成果。

　　如果二氧化碳處于飽和狀態(tài)，這種PEI-二氧化硅合成物也很容易再生。當(dāng)聚合物被加熱至85攝氏度后，二氧化碳便會(huì)飄離。而其他常用固體二氧化碳吸收器則必須加熱超過(guò)800攝氏度才能夠趕走二氧化碳。

　　哥倫比亞大學(xué)的二氧化碳空氣捕獲專家Klaus Lackner表示：“這很有趣。它能夠在低溫下工作真太好了。”研究團(tuán)隊(duì)成員之一、USC的化學(xué)家Surya Prakash認(rèn)為，這使它除了保護(hù)電池之外還能夠用來(lái)抓住空氣中的二氧化碳。這種聚合物可用于建造旨在減少大氣中二氧化碳濃度的人造樹大農(nóng)場(chǎng)，以及防止氣候變化的最嚴(yán)重破壞。但前提是世界各國(guó)愿意花費(fèi)數(shù)不清的資金來(lái)控制大氣中的二氧化碳。

　　由于這種聚合物會(huì)在高溫下降解，因此意味著它不可能用于吸收來(lái)自工廠煙囪或汽車排氣管中的二氧化碳——那里的二氧化碳通常濃度很高且溫度也很高。為了克服這一瓶頸，Prakash說(shuō)，USC的研究團(tuán)隊(duì)如今正在研制高表面積且更耐熱的PEI。