我们首先从科学原理颠覆它,二氧化碳只溶于水才能变成碳酸进行酸碱中和反应,很多人忽略了水分子化学反应式。

陈曦:逆向思维从空气中捕捉二氧化碳,能实现碳中和吗?

温度控制下可逆化学反应。图片来源:观学院

我们十年前在世界上首次提出,在纳米约束环境下,相当部分的水合反应可逆,只要控制湿度可以让某些化学反应正向和逆向进行,二氧化碳吸附和脱附只要控制空气湿度就可以,我们用石墨烯做这个实验,二氧化碳浓度很快变化,可以吸附和脱放二氧化碳,浓度都是几百个PPM对应空气当中浓度。

任何多孔材料都可以做这个事情,吸附二氧化碳离子之后颜色变化,二氧化碳浓度也变化,只需要最后把响应材料吹干。

过去几年,我们一直深化完善这个技术,到今天我们已经成功发展出十个系列,包括能够直接面向空气捕集,也能够直接面向集中排放源捕集,也能够面向天然气脱碳一系列材料,制造工艺、量产等已经很成熟,且成本极低,一吨这样的材料造价在一万人民币左右,材料可以每天处理一亩左右的二氧化碳,几分钟可以实现一个循环。

特别针对低浓度碳脱除非常有竞争力。只需要一个化工的设备,操作简单,占地面积小,比集中捕集的设备便宜一个数量级左右。

成本和二氧化碳的浓度密切相关,如果二氧化碳浓度比较低,1%的二氧化碳用富碳农业,运营成本基本是零,如果浓度比较高的话,我们运输二氧化碳的成本也要三四百一吨,这和电厂集中捕集二氧化碳的成本相当,而且电厂捕集还有非常昂贵的每吨每公里一百块的运输成本,我们这里没有运输成本。

陈曦:逆向思维从空气中捕捉二氧化碳,能实现碳中和吗?

空气捕集模块化示范系统。图片来源:观学院

我们捕集到二氧化碳之后,就可以将它应用。第一个大的应用点在富碳农业。植物光和作用所需浓度较低,如果把捕集的浓度过高的二氧化碳稀释完再给大棚植物用,无疑是巨大的浪费。

这个时候,把我们的新型材料放进大棚,当周围的空气比较干燥,它就会从中吸收二氧化碳。周围环境变到湿润的时候,它就可以把二氧化碳释放出来,一个大棚可以实现约20%左右的增产。同样,通过阳光房的设计,也可以提升藻类光合作用和产量,藻类也可以助力畜牧业和渔业的发展。