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2024-11-29 15:01:00
研究室で作られた無害な黄色の粉末は、空気中の炭素を吸収することで気候危機と戦う新しい方法となる可能性がある。
初期のテストによると、わずか0.5ポンドの原料で、木と同量の二酸化炭素を除去できる可能性があるという。炭素が粉末に吸収されると、安全な保管場所に放出したり、飲料の炭酸化などの工業プロセスで使用したりできます。
カリフォルニア大学バークレー校の化学者、オマール・ヤギ氏は、「これはテクノロジー分野の大きな問題に真に対処するものであり、私たちにそれをスケールアップして使用し始める機会を与えてくれます」と語る。これは炭素を吸収した最初の素材ではありませんが、「量子的飛躍を遂げています」 [of other compounds] 素材の耐久性の点で。」
この粉末は、空気中からガスを引き出す強力な化学結合を備えた共有結合性有機骨格として知られています。この材料は耐久性があり多孔質であり、何百回も使用できるため、炭素回収に使用される他の材料よりも優れています。
ヤギ氏は何十年にもわたって同様の素材の開発に取り組んできました。これは、発電所や都市周辺の空気から微量の炭素を空気中から回収する広範な取り組みの一環です。ヤギ氏の研究室の大学院生、周子輝氏らとの研究が雑誌に掲載された。 自然 先月。
ヤギ氏のチームは研究室で新しい粉末をテストし、100回以上炭素の吸収と放出に成功できることを発見した。約 2 時間で炭素が充填されますが、プロセスを再度開始する前に加熱してガスを放出する必要があります。炭素を放出するには約 120F の温度だけが必要です。そのため、はるかに高い温度を必要とする他の方法よりも優れています。
この機能は、工場や発電所など、すでに余分な熱を発生している場所が、それを利用してガスを放出し、サイクルを再開できることを意味します。この材料は、既存の炭素回収システムまたは将来の技術に組み込まれる可能性があります。
ヤギ氏は、人口100万人以上の世界中のすべての都市で人々がその材料を使って大規模なプラントを建設する未来を想像できると語る。彼は、カリフォルニア州アーバインに本拠を置く彼の会社、アトコでこの種の炭素回収の利用を拡大する計画を持っており、粉末は 1 年以内に数トンの量で製造できると信じています。
この新しい研究には関与していないノーステキサス大学の化学者、シェンキアン・マー氏は、この技術は状況を一変させる可能性があると語る。 「直接空気捕捉に対する長年の課題の 1 つは、高い再生温度にあります。」と彼は言い、この新しい材料は直接空気捕捉の使用に必要なエネルギーを大幅に削減できるため、「非常に斬新」で「非常に有望」であると付け加えました。
「私たちは温室効果ガスの排出量を削減する必要があり、それを迅速に行う必要があります」と、この新しい研究には関与していないサンノゼ州立大学の機械エンジニア、ファーザン・カゼミファール氏は言う。 「短期的には、石炭火力発電所などの二酸化炭素の大量排出源を再生可能電力に置き換えることで、最も早く排出量を削減できます。しかし、長期的には、排出量が望ましいペースで減少しない場合、または地球温暖化の影響が強まる場合には、大気から二酸化炭素を除去できる技術に頼る必要が生じる可能性があり、大気を直接回収することもその一つです。それらのテクノロジーの。」
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それでも、空気中から炭素を除去することは依然として困難であり、すべての初期段階の実験室規模の研究と同様に、課題はパイロット研究のためにシステムをスケールアップすることです。二酸化炭素の濃度は増加しているものの、現在は約 400 ppm、つまり 0.04% です。つまり、空気からガスを捕捉する技術には大量の空気を移動させる必要があり、それにはファンを稼働させるために大量の電力消費が必要になる、とカゼミファー氏は言う。 「プロセスの高いエネルギー強度が、すべてのプロセスにおける主な課題であると信じています。 [direct air capture] テクノロジー。」
科学者の中には、直接空気捕捉システムに対する期待がバラ色になりすぎているのではないかと懸念する人もいます。最近MITの科学者グループが 論文を書きました 多くの気候安定化計画の前提を分析し、大気の直接捕捉が楽観的すぎる可能性があることを指摘している。
マー氏はまた、気候変動と戦うためにこのアプローチを使用する際の大きな課題は、炭素を捕捉する物質を作成するための材料のコストが高いことにあると指摘しています。
それでもヤギ氏は、この材料は炭素除去への取り組み方を変える可能性があると語る。 「これは私たちが 15 年間取り組んできたもので、基本的には根深い問題のいくつかに対処するものです」と彼は言います。 「今となっては我々にとって何の言い訳にもならない」 [not] 空気中から二酸化炭素を除去することについてもっと真剣に考え始めるべきです。」
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