亚利桑那州立大学 信用:Unsplash/CC0公共领域 从空气中去除二氧化碳的环境直接空气捕获系统的一个关键组成部分是用于首先捕获碳然后释放它的吸附剂材料
某些吸附剂材料可以在空气流经材料时将二氧化碳从空气中吸出
然后它会在加水时释放出碳
当材料再次干燥时，它会吸收碳，等等
从事数模转换器系统研究的人已经观察了特定材料的这种优雅功能好几年了，比如克劳斯·拉克纳，他是亚利桑那州立大学可持续工程和建筑环境学院的教授
莱克纳开发了一种叫做“机械树”的系统，它使用吸附材料来去除空气中的碳
现在，在早期在线版Joule的一篇新论文中，拉克纳和他的同事们准确地展示了这些吸附材料是如何捕获和释放碳的，这一发现可能会导致所有除碳系统的核心吸附材料的更智能设计
拉克纳说:“我们通过在各种材料中演示以及开发解释这一概念的计算机工具和模型，对这些吸附剂的水分摆动机制有了更好的理解。”
“我们现在了解了推动水分摆动的效应，这一认识增加了可以做到这一点的材料的范围
" 该论文详细描述了在微观尺度上吸附材料在干燥时发生的情况，它与空气中的碳结合，而在潮湿时，它解吸碳
该系统通过量子力学模拟进行检验，并在实验中得到验证
“这个概念对我来说并不奇怪，因为我已经玩了十年了，但水分摆动的概念仍然非常新颖，与其他装卸吸附剂的方式非常不同，”莱克纳解释说
“我们在14年前发现了这一现象，很长一段时间以来，它是如何工作的一直是个谜
现在看来很明显
" 拉克纳补充说，总的来说，“这一进步为更多的候选材料和合理设计打开了大门
这些材料中的许多比通常用作吸附剂的材料便宜得多
" “水分驱动的CO2吸附剂”论文的合著者是纽约哥伦比亚大学的史晓阳、和；和东京中央大学的菅义伟、Kanamori和Akio Yonezu
除了是亚利桑那州立大学的教授，莱克纳还是负碳排放中心的主任
负碳排放领域的先驱拉克纳开发了一种叫做“机械树”的装置，它的作用类似于一棵树，但在去除环境空气中的二氧化碳方面效率要高几千倍
由爱尔兰都柏林的硅王国控股公司商业化的机械采油树，允许捕获的气体被隔离或出售，以便在多种应用中重复使用，例如合成燃料、提高石油采收率或食品、饮料和农业
捕捉碳的吸附剂材料是拉克纳装置的核心
与其他碳捕获技术不同，SKH的技术可以从大气中去除二氧化碳，而不需要使用能源密集型设备通过机械方式将空气吸入系统
相反，这项技术利用风将空气吹过系统
这使得它成为一种被动的、成本相对较低且可扩展的解决方案，在商业上是可行的
如果大规模部署，这项技术可以显著降低地球大气中的二氧化碳水平，有助于对抗全球变暖
二氧化碳是一种无味无色的气体，是燃烧化石燃料和其他自然过程的副产品
人类每年向大气中释放超过360亿吨的二氧化碳，极大地改变了地球的自然碳循环
过量的碳捕获热量，导致全球变暖
机械树是一种新颖的几何形状，它不受风向的影响，可以在每个位置使用合适的吸附剂
每个“树”包含一堆充满吸附剂的圆盘
当树状柱状物完全伸展，圆盘散开时，气流与圆盘表面接触，二氧化碳被束缚
为了再生，圆盘在底部容器内下降
在这个室内，二氧化碳从吸附剂中释放出来
释放的气体然后被收集、净化、处理并用于其他用途，同时圆盘被重新部署以捕获更多的CO2
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