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CO2的惊人捕获：直接空气捕集背后的科学是什么？
随着气候变化议题的日益严峻，科学家与工程师们正积极寻找减少二氧化碳（CO2）排放的方法。其中，直接空气捕集（DAC）逐渐受到重视，这是一项利用化学或物理过程从环境空气中直接提取CO2的技术。随着全球减碳努力的加强，DAC被视为一种“负排放技术”（NET），这背后蕴含着许多惊人的科学原理和技术挑战。
直接空气捕集的过程不仅能移除二氧化碳，还能将其安全地封存于长期储存中
直接空气捕集的运作原理
DAC系统的工作流程可分为三个主要阶段：接触阶段、捕集阶段和分离阶段。在接触阶段，DAC系统透过大型风扇将含有CO2的环境空气送入设备；随后，在捕集阶段，CO2会迅速有效地与液体溶剂或固体吸附剂结合；最后，在分离阶段，通过外部能源， CO2从溶剂中分离，生成纯的CO2以便储存或利用。
低温DAC过程使用固态吸附剂，而高温过程则利用液态溶剂，这两者对于动力学和热传导具不同特性。
DAC的发展现状
截至2023年，DAC技术仍在发展中，但已经有若干商业化植物在美国和欧洲运营。其应用的广泛性使得DAC成为一个引人注目的研究领域，未来的创新可能会使其运行成本显著降低。然而，DAC技术在现阶段的运行成本超过每吨1000美元，这使得其还未能进入碳交易市场。
环境影响与挑战
DAC的支持者认为，这是应对气候变化的重要工具之一，然而，也有批评的声音认为，过度依赖这项技术可能会延误必要的排放减少措施，并且运行DAC所需的大量资源可能会抵消其带来的环保利益。
2020年的一项分析指出，DAC的实施需要大量材料，这可能会无法满足每年捕捉30亿吨CO2的需求。
DAC的应用案例
DAC的实际应用范围相当广泛，包括增强油气回收、合成碳中性的燃料和塑料、饮料碳酸化等。在这些应用中，CO2的浓度要求有高有低，这影响了DAC的成本效益。
未来展望与政策推动
为了加速DAC的应用，政策激励是非常重要的一环。美国能源部计画在几个DAC枢纽上投资35亿美元，希望这些枢纽能够从大气中捕捉至少100万公吨的CO2，每年推进这一技术的商业化进程。
DAC技术的发展不仅关乎技术创新，也涉及政策制定者如何营造良好的环境来促进这项技术的成熟。
结语
DAC的探索仍在进行中，我们能否在技术和政策的共同推动下，找到更有效的方式来应对气候危机？
