天气转变对人类社会和天然情况的影响越来越明显，削减温室气体排放、缓解温室效应已成为环球共鸣。各国当局和科学界正正在踊跃探究种种治理计划，而二氧化碳的捕捉和封存技巧是此中备受合切的要点之一。

　　指日，剑桥大学探求团队开辟出一种新本领，运用改性活性炭来高效、低本钱地从大气中捕捉二氧化碳。这一冲破性结果为应对日益厉格的环球变暖题目、告终碳中和主意供给了新的也许性。

　　环球提倡二氧化碳截存（全豹差异深度灰色系列）相对付依然告终（全豹差异深度蓝色系列）的比力。自然气处罚厂的截存竣工率突出75%，其他工业项目实成率约为60%，发电厂的约为10%净化碳。

　　活性炭，也被称为活性碳或活性炭素，是一种由碳原料造成的多孔物质。它通俗由木料、煤炭、椰壳等富含碳元素的原料正在高温无氧前提下炭化而成。

　　正在炭化进程中，原料中的非碳元素被去除，同时内部变成多量微孔，使得活性炭拥有极大的比轮廓积和优异的吸附功能。

　　活性炭最常见的运用之一便是家用滤水器。它可能有用去除水中的氯气、有机物、重金属离子等各种污染物质，供给清白净化碳、健壮的饮用水。除了清水范畴，活性炭还被普通用于氛围净化、食物加工、化工临盆等诸多行业。

　　它宏大的吸附才干源于其奇异的多孔机合：每克活性炭的轮廓积可达500—1500平方米，相当于两个网球场的面积。这种高度兴盛的孔隙机合使其可能吸附并固定多量的气体、液体或固体分子。

　　恰是活性炭精采的吸附功能胀动了剑桥大学探求团队。他们设念，若是可能对活性炭实行改性，普及其对二氧化碳的选拔性吸附才干，就可能开辟出一种高效、经济的碳捕捉技巧。

　　于是，他们测试通过近似给电池充电的格式，对活性炭施加特定的电场，使其轮廓富集电荷，从而加强对带电二氧化碳分子的吸引力。这便是“充电活性炭海绵”技巧的中心道理。

　　为了阻难环球变暖趋向，《巴黎协定》提出了将本世纪环球均匀气温升幅统造正在2°C以内完美电竞、力图限定正在1.5°C以内的主意。这意味着人类必需正在本世纪下半叶告终二氧化碳净零排放，即通过减排和碳捕捉等权术，告终二氧化碳排放量和去除量的平均。

　　然而，单靠削减化石燃料操纵、普及能源作用等减排步调来统造二氧化碳排放还远远不敷。据当局间天气转变特意委员会（IPCC）测度，为了到达1.5°C的控温主意，除了大幅减排表，咱们还必要正在2050年前每年从大气中移除50亿—110亿吨二氧化碳。

　　目前，植树造林是最常用的碳移除本领，但其潜力有限，难以餍足如斯大范畴的需求。以是，研发高效、可扩展的碳捕捉和储蓄技巧就成为当务之急。

　　“充电活性炭海绵”探求的肩负人亚历山大·福尔斯博士坦言，从大气中捕捉二氧化碳该当是应对天气转变的“终末权术”。结果，与从泉源减排比拟，这种过后挽救的格式本钱更高、作用更低。“但商酌到天气危殆的紧要性，这是咱们必需探究的对象。”福尔斯博士夸大：“实际地说，咱们必需竭尽所能。”

　　究竟上，碳捕捉和储蓄（CCS）技巧依然成为国际社会应对天气转变的厉重选项之一。各国当局和企业正正在加大对CCS的投资和安放力度。国际能源署预测，到2050年，CCS必要进献环球减排量的13%旁边。

　　然而，此刻CCS技巧多人针对电厂、钢铁厂等大型点源，而对付离此表转移源和既有大气中的二氧化碳，则缺乏经济高效的捕捉权术。这恰是“充电活性炭海绵”的探求动机所正在。

　　古板的二氧化碳捕捉原料，如氨基性能化的多孔硅胶、金属有机框架等，通俗必要正在高达900°C的温度下实行再生，才力开释出吸附的二氧化碳以便储蓄。这不但能耗壮大，况且也许导致原料功能的急迅衰减。

　　比拟之下，剑桥大学团队研发的“充电”活性炭海绵呈现了明明的上风。探求创造，历程“充电”处罚的活性炭正在吸附二氧化碳后，只需加热到90—100°C就能有用开释出捕捉的二氧化碳。这一温度远低于古板原料，可能通过工业余热或可再生能源（如太阳能、地热等）告终，以是愈加环保、节能。别的，这种加热进程是从原料内部最先的，避免了轮廓的局限过热，进一步普及了能源运用作用。

　　那么，“充电”是若何加强活性炭吸附二氧化碳的才干的呢？探求职员诠释道，施加电场会正在活性炭轮廓引入出格的电荷，使其对极性的二氧化碳分子发作更强的静电引力。同时，电场还也许改良活性炭的孔道机合，为二氧化碳分子的吸附供给更多停息点。这些机造的合伙用意，明显普及了充电活性炭对二氧化碳的吸附容量和选拔性。

　　值得一提的是，“充电”进程自己并不繁复。探求团队操纵了一品种似于锂离子电池的安装，以活性炭为正极，金属锂为负极，二者之间填充电解液。通过表加电压，锂离子嵌入活性炭轮廓，变成轮廓电荷。这种安装策画纯粹，操作容易，希望告终低本钱、大范畴临盆。

　　虽然“充电活性炭海绵”正在二氧化碳捕捉方面表示卓绝，但要真正告终财富化运用，仍有极少离间必要造胜。最先是吸附容量的进一步提拔。目前，每克充电活性炭最多可吸附3—4毫摩尔的二氧化碳，与表面最大值又有必定差异。探求团队正正在通过优化活性炭的孔隙机合、轮廓化学本质等本领来普及其吸附功能。

　　其次是原料的永久太平性题目。再三的吸附-再生轮回也许导致活性炭孔道坍塌、轮廓电荷流失等功能衰减。若何确保原料正在多次操纵后仍能依旧高效吸附，是必要霸占的困难。探求职员策动通过轮廓包覆、掺杂等权术来加强活性炭的机合和化学太平性。

　　别的，技巧的放大运用也面对诸多检验完美电竞，如反响器策画完美电竞、编造集成、本钱统造等。将实践室的样品造备放大到工业化临盆，必要正在原料、工艺、设备等各个合头实行优化和改进，这必要产学研各界的同心同德和继续进入。

　　虽然离间不少，但“充电活性炭海绵”技巧照旧令人感触促进。它为开辟更高效、更环保的碳捕捉原料指知道一个全新的对象。福尔斯博士显示，这种战略不但局部于活性炭，也可能拓展到其他多孔原料系统，用于差异范畴的气体分辨与净化。

　　行为告终碳中和主意的环节旅途之一，CCS正受到各国当局、工业界、学术界的高度注意。“充电活性炭海绵”的问世完美电竞，无疑为这一范畴注入了新的生气。它纯粹、高效、经济的特质希望胀动CCS技巧的发达和普及，为人类社会应对天气转变离间进献一份气力。

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