研究人员已经演示了如何从工业过程--甚至直接从空气中--中捕获二氧化碳，并将其转化为清洁、可持续的燃料。
来自剑桥大学的研究人员开发了一种太阳能反应堆，可以将捕获的二氧化碳和塑料废物转化为可持续燃料和其他有价值的化学产品。在测试中，二氧化碳被转化为合成气，这是可持续液体燃料的关键组成部分，塑料瓶被转化为广泛用于化妆品行业的乙醇酸。
虽然这项技术在工业规模应用之前还需要改进，但发表在《焦耳》杂志上的研究结果，代表了在不需要对环境造成破坏的石油和天然气开采的情况下，生产清洁燃料为经济提供动力的又一重要步骤。
近年来，尤素福·哈梅内德化学系的欧文·赖斯纳教授的研究小组一直在开发可持续的、净零碳燃料。到目前为止，他们的太阳能驱动实验已经使用了来自圆柱体的纯浓缩二氧化碳，但为了使这项技术具有实际用途，它需要能够主动捕获工业过程中的二氧化碳，或者直接从空气中捕获二氧化碳。然而，由于二氧化碳只是我们呼吸的空气中多种分子中的一种，使这项技术有足够的选择性来转化高度稀释的二氧化碳是一项巨大的技术挑战。
“为了创造真正的循环经济，我们需要完全消除化石燃料，”Reisner说。“从中期来看，这项技术可以通过从工业中捕获碳并将其转化为有用的东西来帮助减少碳排放，但最终，我们需要完全减少化石燃料的使用，并从空气中捕获二氧化碳。”
研究人员从碳捕集与封存(CCS)中获得了灵感，在CCS中，二氧化碳被捕获，然后泵送并储存在地下。Reisner说:“CCS是一项受化石燃料行业欢迎的技术，可以在继续进行石油和天然气勘探的同时减少碳排放。”“但如果不是碳捕获和储存，而是碳捕获和利用，我们就可以从二氧化碳中制造出有用的东西，而不是将其埋在地下，造成未知的长期后果，并消除化石燃料的使用。”
研究人员调整了他们的太阳能驱动技术，使其与烟道气体或直接从空气中工作，仅使用太阳能将二氧化碳和塑料转化为燃料和化学品。
通过使含有碱性溶液的空气起泡，二氧化碳被选择性地捕获，而空气中的其他气体，如氮气和氧气，则无害地释放出来。这种过程使研究人员能够将空气中的二氧化碳浓缩到溶液中，使其更容易处理。
集成系统包含一个光电阴极和一个阳极。这个系统有两个隔间:一边是被捕获的二氧化碳溶液，它被转化为合成气，一种简单的燃料。另一方面，塑料只需要阳光就能转化为有用的化学物质。
共同第一作者Motiar Rahaman博士说：“从空气中捕获和利用二氧化碳使化学反应变得更加困难。但是，如果我们向系统中加入塑料垃圾，塑料就会给二氧化碳提供电子。塑料分解成广泛用于化妆品行业的乙醇酸，二氧化碳转化为合成气，这是一种简单的燃料。”这个太阳能系统将两种有害的废物——塑料和碳排放——转化为真正有用的东西。
科学家们目前正在研究一种具有更高效率和实用性的台式演示设备，以突出将直接空气捕获与二氧化碳利用相结合作为通往零碳未来之路的好处。
