氣候變化與人類活動息息相關。人類活動造成二氧化碳、甲烷等溫室氣體排放過量,帶來了全球氣候變暖的問題。氣候變暖又造成海平面升高,極端天氣頻發,反過來影響着人類的生活。因此,全球氣候變化一直是人們最關注的問題之一。

太陽光透過大氣層射向地球表面,地表吸收陽光繼而溫度升高後,會釋放出部分熱量,這些熱量被大氣中的二氧化碳等物質吸收,提高了地球大氣圈的溫度,這就是溫室效應。然而,燃燒化石燃料等人類活動增加了大氣中的溫室氣體,讓地球面對過熱的威脅。二氧化碳在溫室氣體中排名第一,它是影響氣候變化的最主要因素。無論是爲了人類自己,還是爲了整個地球,我們都應該想辦法減少空氣中的二氧化碳。

直接捕獲二氧化碳

雖然使用太陽能、風能等新能源可以減少二氧化碳的排放,但目前新能源還沒有普及,通過新能源改善環境的目標短期內難以實現。於是,科學家就想到了把空氣中的二氧化碳“抓起來”和“藏起來”,減少空氣中的二氧化碳含量,這樣的技術被稱爲二氧化碳的捕獲和封存術(CCS)。

石油、化工和電力產業會產生大量的二氧化碳,除此之外,傳統交通工具使用汽油、柴油等化石燃料,也會排放二氧化碳。過去幾年,CSS技術主要應用在工業方面。例如,大部分發電廠還是傳統的燃煤電站,燃燒煤炭產生二氧化碳,在二氧化碳排放到空氣之前,用一些設備捕獲二氧化碳。然而,建設二氧化碳捕獲設備需要大量的空間和資金,改進現存的發電廠也非常麻煩。同時,汽車尾氣問題也很嚴重,給每輛汽車的排氣口都裝上CSS設備是不可能實現的。同時,在排放源頭捕獲二氧化碳只是減少了工業二氧化碳的排放量,不能減少大氣中已經存在的過量的二氧化碳。因此,工程師們設計了能直接從空氣中抽取二氧化碳的設備,這種設備可以放在任何地方,不需要靠近排放源頭,這樣可以直接減少空氣中的二氧化碳含量。

捕獲二氧化碳的設備

樹木是自然的二氧化碳調節系統,它們可以吸收二氧化碳,釋放氧氣,每平方千米森林每週可以吸收500噸二氧化碳。但是,當植物死亡、腐爛以後,又會放出二氧化碳。所以利用樹木來減少大氣中的二氧化碳並非是一勞永逸的事情。爲此,科學家發明瞭從空氣中捕獲二氧化碳的設備(以下簡稱AC,即Air Capture),用AC捕獲的二氧化碳可以被永久地封存在地下和海洋底部,我們不用擔心二氧化碳會在幾百年後回到空氣中。

在AC系統中,巨大的風扇將空氣吸入,引到機器的中心,在那裏,有蜂巢狀的塑料過濾塊,這些塑料過濾塊表面塗有能夠吸收二氧化碳的溶液,這些溶液大都爲氨水、有機醇胺等。當空氣通過這些塑料過濾塊時,二氧化碳就會與這些溶液反應,生成碳酸鹽,留在溶液裏。由於碳酸鹽並不穩定,簡單的加熱就可以把二氧化碳從溶液中分離出來。二氧化碳會被壓縮,運送到適當的地點封存起來,溶液可以循環利用。

處理二氧化碳

除了封存二氧化碳,我們還可以用其他的方式處理二氧化碳。首先,二氧化碳可以和水的電解質結合起來,即用電流將海水分解,產生氫氣,然後二氧化碳與氫氣結合,變成汽油或其他燃料。

其次,科學家們發現,珊瑚等海底生物利用二氧化碳和海水礦物長出了強壯的骨骼。這些生物死亡後,會沉入海底,二氧化碳不會再次進入大氣。通常水泥製造業也會產生大量的二氧化碳,但通過模仿珊瑚,可以把二氧化碳廢氣生產成水泥。美國的卡萊拉公司正在嘗試將廢氣與強鹼、鈣結合起來,生產新型水泥粉。

最後,二氧化碳或許可以被送入太空,這一設想由美國加州大學的科學家阿爾弗雷德·王提出。二氧化碳分子喜歡結合電子,形成離子,這些離子遵循地球的磁場。在兩極,地球的磁場幾乎是直接指向太空的。王教授想利用地球的磁場將二氧化碳分子送出大氣層。

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