加拿大卡爾加里大學和渥太華大學科學家成功利用X射線晶體成像儀和計算機模擬手段，對被稱為“棒球手套”的捕碳材料如何捕捉二氧化碳分子進行了觀察和分析。科學家認為，該項成果為設計定制一種率、低能耗的捕碳新材料指明了研究方向。相關文章發(fā)表在出版的《科學》雜志上。
目前采用的二氧化碳捕獲方法是將二氧化碳氣體注入氨溶液中。該項技術的弱點在于氨溶液吸收二氧化碳后，還需要釋放二氧化碳以便進行儲存，在釋放二氧化碳時，溶液需要加熱到100攝氏度，這要耗去大量的能源和水資源。據(jù)估算，燃煤發(fā)電廠如果使用該項技術捕獲儲存二氧化碳，需要消耗其四分之一的發(fā)電量。
因此，找到一種既可輕松捕獲二氧化碳，還可在低能耗和節(jié)水條件下輕松釋放出二氧化碳的新型材料，對于捕獲二氧化碳技術的實際應用意義非常重大。加拿大科學家的研究發(fā)現(xiàn)正是為找到這種新型材料指明了方向，并提供了實驗方法和計算機模擬方法。
參與研究工作的科學家將捕捉二氧化碳形象地比作棒球手套與棒球之間的關系，在此將球比作二氧化碳，而將手套比作可捕獲二氧化碳的材料。對于不同大小的球，需要不同尺寸的手套，才能更好地匹配，以便球手能夠更加容易接到來球。卡爾加里大學化學教授喬治·斯密祖介紹說，他們使用X射線結(jié)晶成像儀直接實驗成像，并通過計算機模型計算，確定了二氧化碳分子的確切位置，并可以清晰觀察到“手套”材料的各個“手指”如何合力將二氧化碳分子固定在其位置上。
渥太華大學負責計算機模擬研究的科學家表示，該項發(fā)現(xiàn)的另一個特別之處在于，實驗結(jié)果和計算機模擬結(jié)果之間表現(xiàn)出非常好的一致性。因此，其計算機模擬方法現(xiàn)在就可以更令人放心地應用于發(fā)現(xiàn)和預知材料的捕碳性能，特別是在實驗室制作某種捕碳材料之前，可先在計算機上進行模擬。
研究人員認為，該項研究成果zui終可得到多方面的應用，既可幫助燃煤發(fā)電廠降低二氧化碳排放，還可幫助去除非常規(guī)天然氣資源中的二氧化碳成分。
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