Yuji Sakai/Getty Images
Människogenererad CO₂ är en ledande drivkraft för klimatförändringar. Medan direkt luftinfångning historiskt sett har varit inriktad på högkoncentrerade rökgaser från kraftverk, visar ett genombrottsmaterial nu lovande för utvinning av CO₂ från de mycket lägre nivåerna som finns i den dagliga utomhusluften.
I en nyligen publicerad Nature-publikation beskrev forskare vid University of California, Berkeley, i samarbete med kollegor i Chicago och Tyskland COF-999 – ett robust kovalent organiskt ramverk som fångar upp CO₂ från omgivande luft. COF-999 bygger på några av de starkaste kända kemiska bindningarna – kovalenta kol–kväve och kol–kol dubbelbindningar – och dess porer är funktionaliserade med aminer, vilket förbättrar CO₂-upptaget.
"Vi placerade ett fint pulver av materialet i ett rör och flödade Berkeley utomhusluft – allt från 410 till 517 delar per miljon – genom det. Efter 100 cykler visade materialet ingen synlig nedbrytning och avlägsnade CO₂ helt från luften", säger Omar Yaghi, James och Neeltje Tretters professor vid UC Berkeley och professor i kemistudie.
Resultatet är ett material med oöverträffad prestanda i direkt luftinfångning. Dess förmåga att binda CO₂ vid omgivande koncentrationer erbjuder en ny väg för att hålla atmosfärisk CO₂ under 450 ppm, en tröskel som forskarna säger är nödvändig för att undvika de värsta klimatpåverkan.
NicoElNino/Shutterstock
Zihui Zhou, första författare och doktorand vid UC Berkeley, förklarade att även om atmosfärisk CO₂ för närvarande är över 420 ppm, beräknas koncentrationen nå 500–550 ppm innan tekniken för avskiljning av rökgaser är fullt utplacerad. För att återgå till förindustriella nivåer – runt 400 ppm eller lägre – kommer direkt luftupptagning att vara avgörande.
Anmärkningsvärt nog kan mindre än 0,5 pund COF‑999 absorbera samma mängd CO₂ som ett moget träd binder på ett år, vilket potentiellt kan återställa atmosfäriska nivåer till de som sågs för ett sekel sedan. Materialet fångar också upp CO₂ tio gånger snabbare än befintliga direktluftinfångningssystem och släpper ut det vid lägre temperaturer, vilket förbättrar energieffektiviteten.
Dessutom har den senaste versionen av COF-999 uthärdat 300 kontinuerliga inspelnings-frisläppningscykler utan någon förlust av kapacitet, vilket indikerar en hållbarhet som skulle kunna stödja tusentals cykler under dess livstid. Yaghi noterade att teamet räknar med att fördubbla materialets kapacitet till 2025.
