设计用于去除二氧化碳（CO?) 来自大气层的都处于世界各地不同的发展阶段。在美国，第一家直接空气捕获（DAC）工厂于去年秋天在北加利福尼亚州开业。美国能源部正在用数十亿美元的种子资金资助另外四个地区DAC中心。
近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）旨在促进这项快速发展的技术的发展，国际能源署（IEA）表示，这将是对抗全球变暖的“关键技术”。
NIST科学家开发了一种高精度测试设备，用于测试DAC工厂中用于捕获和去除空气中碳的材料（称为吸附剂）的性能。
该仪器将使该机构能够为DAC行业开发研究级测试材料（RGTM）吸附剂。这些参考材料将在仪器中进行测试，并验证是否能去除一定量的CO? 来自给定量的空气。
公司将可以选择使用RGTM来校准其设备，确保它们在测试机构材料时获得与NIST相同的结果。他们还可以将这些材料作为研发过程的一部分，将其材料的除碳性能与NIST的进行对比。
NIST研究化学家Sean McGivern表示：“我们的测试和RGTM将允许对新出现的DAC材料进行关键和公正的评估，并更全面地了解其性能。”。“我们希望这将有助于推动DAC行业测量和标准的发展。”
当包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟化化合物在内的温室气体在大气中积聚时，就会导致全球变暖。这些气体吸收红外辐射，导致地球表面附近的温度升高。
有一些自然的方法可以去除空气中的碳，比如植树和土壤恢复。尽管如此，科学家们认为还需要更多的方法来对抗全球变暖。
通常，DAC工厂使用巨大的风扇吸入空气，然后将空气推过含有吸收剂的过滤器。当加热（或通过另一种方法）时，吸附材料释放或解吸碳。碳可以深埋在地下，也可以重新用于混凝土和合成燃料等工业用途。
吸收剂可以是固体也可以是液体。NIST的测试设备仅适用于固体吸附剂，如离子交换树脂、聚合物浸渍的中孔二氧化硅（PIMS）和金属有机框架（MOF）。
加州新建的DAC工厂最多可去除1000公吨的CO? 每年，相当于从道路上清除大约200辆汽车。但国际能源署预测，到2050年，将建造更多的DAC设施，综合能力可去除近10亿吨二氧化碳? 每年。
NIST碳核算和脱碳项目协调员Pamela Chu表示：“我们需要将这项技术扩大大约六个数量级，以产生所需的气候影响。”。“需要更多的研究和开发，使这项技术尽可能高效和经济可行。”
NIST的测试设备于2023年首次发表在《Industrial & Engineering Chemistry Research》期刊上，旨在测试固体吸附剂。帮助创建它的研究化学家Jeffrey Manion说，它提供了“世界上最好的测量”之一，可以确定“材料在吸附碳方面的确切效果”
对于RGTM，预计明年将推出第一个RGTM，NIST研究人员将测试DAC行业常用的吸附剂。
RGTM是一种早期参考物质，可以产生标准参考物质（SRM），该物质经过更彻底的表征和测量，并附有分析证书。
NIST研究化学家Elisabeth Mansfield表示，该机构最终可能会开发DAC吸附剂的SRM，但目前正在努力尽快为快速增长且竞争激烈的行业提供参考材料。
“现在很多公司都在开发新型吸附剂，”她说。“在扩大规模之前，他们会想知道自己在实验室工作。这些RGTM会让他们测试实验室设备，并让他们对自己的测量有信心。”
