このパウダーは、木と同じ量の CO2 を空気から除去します。

典型的な大きな木は、同じくらい吸う可能性があります 二酸化炭素40キログラム 1年かけて空気から消えます。現在、カリフォルニア大学バークレー校の科学者らは、0.5ポンド未満のふわふわした黄色の粉末で同じ仕事ができると述べている。

この粉末は、温室効果ガスを微細な細孔に閉じ込め、地球温暖化に寄与しない場所に追い払う準備ができたときに放出するように設計されています。テストでは、このようなサイクルを 100 回繰り返した後でも、材料はまだ良好な形状を保っていました。 研究 水曜日にネイチャー誌に掲載された。

「素晴らしいパフォーマンスですね」と言いました オマール・ヤギ、 網状化学者 カリフォルニア大学バークレー校の博士であり、この研究の主任著者。 「現時点での材料の安定性と挙動に基づくと、数千サイクルに及ぶと考えられます。」

COF-999と呼ばれるこの粉末は、大規模な兵器に配備される可能性がある。 直接空気捕捉プラント それは オンラインになり始めています 大気中の炭素の量を減らすため。

科学者らによると、地球温暖化を産業革命以前の水準から摂氏2度に抑え、気候変動による最も悲惨な結果の一部を防ぐには、大気中の二酸化炭素濃度を450ppm以下に保つことが必要だという。ハワイのマウナロア天文台で行われた測定によると、CO2レベルは現在およそ 423ppm。

「空気から二酸化炭素を摂取しなければなりません。それを回避する方法はありません」とバークレー校の主任科学者でもあるヤギ氏は言う。 バカール地球デジタル材料研究所。 「たとえCO2の排出を止めたとしても、大気中からCO2を取り除く必要があります。他に選択肢はありません。」

クラウス・ラックナー、創立取締役 ネガティブカーボンエミッションセンター アリゾナ州立大学の博士らは、重要なハードルを乗り越えれば、直接空気を捕捉することが炭素を隔離し、地球を冷却するための重要なツールになるだろうということに同意した。新しい研究の進歩が役に立つかもしれない、と彼は言った。

「彼らは新たなアプローチ群への扉を開いている」と研究には関与していないラックナー氏は語った。

走査型電子顕微鏡で見ると、この粉末は何十億もの穴が開いた小さなバスケットボールに似ていると、研究を主導したカリフォルニア大学バークレー校で博士号取得に取り組んでいる材料化学者のZihui Zhou氏は述べた。

これらの構造は、炭素原子をダイヤモンドに変える化学結合など、自然界で最も強い化学結合によって結合されています。足場にはアミンと呼ばれる化合物が結合しています。

空気が構造物の中を流れるとき、ほとんどの そのコンポーネント 邪魔されずに通り過ぎます。しかし、塩基性であるアミンは酸性である二酸化炭素を捕らえます。

これらの CO2 分子は、科学者が熱を加えて緩めるまでそのまま残ります。その後、それらを掃除機で吸い取って保管できます。 地下深くにそれらを汲み上げますと周氏は語った。

粉末から二酸化炭素が除去されると、プロセス全体が再び開始されます。

COF-999 の炭素除去能力をテストするために、研究者らは粉末をストローほどの大きさのステンレス鋼管に詰め、バークレーの屋外の空気に 20 日間連続して曝露しました。

バークレーの空気がチューブに入ったとき、バークレーの空気には 410 ppm から 517 ppm の範囲の濃度の CO2 が含まれていました。周氏によると、反対側から出てきたとき、科学者らは二酸化炭素をまったく検出できなかったという。

作成者によれば、この粉末には他の材料に比べていくつかの利点があるという。

多孔質の設計により表面積が増加し、CO2 分子を保持する場所が増えます。その結果、空気を直接捕捉するために使用される他の材料よりも「少なくとも10倍速い」速度で二酸化炭素を捕捉すると周氏は述べた。

チームメンバーは改善を続けており、来年にはその能力を倍増させる予定であるとヤギ氏は付け加えた。

もう1つの利点は、COF-999は華氏約140度に加熱するとCO2への保持が緩むことだ。同等の材料は炭素を抽出するには華氏250度に加熱する必要があると周氏は述べた。

パウダーの耐久性も高くなります。 Zhou氏によると、チームは実験が終了するまでに300サイクル動作した新しいバージョンをテストしたという。

ラックナー氏は、それは明るい兆しだと語った。

「100サイクル実施しても劣化が見られないということは、何千サイクルも実施できる可能性があることを示唆しています」と彼は言う。 「何十万サイクルも実行できるかどうかはわかりません。」

これを産業規模で導入するには、粉体をすべて吹き飛ばすことなく空気が通過できる、ある種の大きな金属製の箱を設計する必要があると周氏は述べた。これらのボックスは、現代の化学プラントや石油プラントを思わせる量だけ集めて配置する必要があります。

昨年開設されたカリフォルニア州トレーシーの直接空気回収プラントでは、ファンとトレイのそびえ立つ構造が二酸化炭素を回収します。

（ポール・クロダ／フォー・ザ・タイムズ）

ヤギ氏は、COF-999のバージョンは2年以内に直接空気回収プラントに使用できるようになる可能性があると述べた。大量生産にどれくらいの費用がかかるか見積もることはできなかったが、高価な材料や珍しい材料は必要ないと彼は語った。

Yaghi はアーバインに拠点を置く会社を設立しました アトコ、二酸化炭素回収やその他の技術に関する研究を商業化するために。アトコは新たな研究に資金を提供した。 (その他の財政的支援者には、バカール研究所やアブドゥルアズィーズ国王科学技術市などがあります。)

さらに、カリフォルニア大学バークレー校は、Yaghi 氏と Zhou 氏の発明者名を記載した COF-999 の特許出願を行っています。

ラックナー氏は、直接空気回収プロセス全体が「現在の10倍安くなる」必要があると語った。 数千億トンの二酸化炭素 科学者たちは大気中からそれを除去したいと考えています。

CO2の回収効率が高い素材があれば役立つだろうが、炭素を地下に注入するために炭素を回収するために温度を上げる際に失われる熱などの問題を心配することに多くの時間を費やしているとラックナー氏は語った。

「これには千の要素が影響している」と彼は言う。