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热热热!140年来最热的6月,近期石墨烯在吸收温室气体CO2方面的应用汇总

据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据显示,2019年6月是有史以来最热的6月,南极海冰面积也在该月创新低。而且,10个最热的6月有9个出现在2010年以后。专家称,这种极端气温与气候变化有关,人们应想法设法减少温室气体的排放,否则极端高温天气可能越来越多。

7月1日,清华大学教授张强团队与美国加州大学欧文分校等机构合作者在《Nature》上发表了一篇题为《Committed emissions from existing energy infrastructure jeopardize 1.5 °C climate target》论文称,未来,现有和拟建能源基础设施产生的二氧化碳排放量将大于全球变暖不超过1.5℃所允许的排放量。限制全球升温的措施包括到本世纪中期(2050年)净人为二氧化碳排放量必须达到零。但是经济发展和工业化带来了化石燃料能源基础设施的扩建。如果没有负排放技术或碳捕获和储存技术,则需要全面禁止使用所有新的二氧化碳排放设备,才能达成全球最多升温1.5℃的目标。(论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1364-3)

因此开发碳捕获技术势在必行。最近关于石墨烯对CO2的吸收作用,科研机构和相关企业做了许多研究与尝试,甚至有相关产品推出。

01

CO2作为CVD法生产石墨烯的原料

近日,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的Prof. Dr. Mario Ruben教授和相关人员,研发了一种通过常压化学气相沉积法(APCVD)直接将CO2转化为多层石墨烯的方法。制造石墨烯片层最常用方法即是化学气相沉积法(CVD),CVD法中的碳源气体通常是甲烷。

KIT技术团队采用的技术与常规CVD法相似,但使用CO2作为碳源。在大气压和1,000℃的条件下,将CO2和氢气填充于炉内,由铜和钯制成的单晶作为催化剂和基板,最终成功制得了石墨烯片层。如果铜和钯的比例恰当,二氧化碳转变为石墨烯的过程可以通过简单的一步法直接完成。使用这种技术成功将温室气体CO2转换成为21世纪的“奇迹”材料石墨烯。(论文信息:https://doi.org/10.1002/cssc.201901404 )

02

功能化单层石墨烯膜用于捕获CO2

目前商业应用的碳捕集技术主要基于氨吸收CO2。该技术能耗高,价格昂贵($80 每吨CO2),而且污染环境。近日,瑞士洛桑联邦理工Kumar Varoon Agrawal课题组开发了一种新型高性能单层石墨烯膜,膜的厚度小于20纳米,实现了超高的CO2/N2分离性能:CO2通量6200 GPU,CO2/N2分离因子22.5,远远超过了碳捕获的目标性能。(DOI: 10.1039/c9ee01238a)

03

graphene公司开发出可吸收CO2的“碳中性”涂料

诺福克油漆厂(新增石墨烯库存) 来源:graphene公司

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