MIT突破性技術：碳捕捉效率提升6倍，成本大降20%

麻省理工學院（MIT）的研究團隊近期發表一項革命性技術，透過在碳捕捉過程中加入奈米過濾膜，成功將效率提升6倍，同時降低至少20%的成本。這項創新不僅能與現有基礎設施相容，更為碳管理開創更安全、環保的化學方法。

大氣中的二氧化碳捕捉被視為對抗氣候變遷的重要工具，但長期存在一個技術瓶頸：最擅長捕捉二氧化碳的化學物質往往會過度緊密吸附，導致後續釋放困難；反之，容易釋放二氧化碳的化合物卻又難以有效捕捉。MIT團隊巧妙地透過在碳捕捉過程中加入奈米級過濾步驟，成功突破這個兩難困境。

這項發表在《ACS能源快報》的研究由MIT博士研究生Simon Rufer、Tal Joseph、Zara Aamer與機械工程學系教授Kripa Varanasi共同完成。Varanasi教授強調：「要實現有意義的影響，我們必須從一開始就考慮規模問題，這有助於我們找出關鍵瓶頸並設計真正具有影響力的創新解決方案。」

傳統系統通常使用氫氧化物與二氧化碳反應生成碳酸鹽，再透過電化學電池與酸反應釋出純二氧化碳。但問題在於捕捉與釋放階段都需要不同特性的液體環境，導致系統效率難以兼顧。MIT團隊的解決方案是將系統分離，並在中間加入奈米過濾步驟，根據離子電荷進行分離（碳酸鹽離子帶2個電荷，氫氧化物離子帶1個電荷）。

實驗顯示，這種奈米過濾技術能達到約95%的分離效率。經濟分析更指出，現有系統每噸二氧化碳捕捉成本至少600美元，加入奈米過濾後可降至約450美元。此外，新系統穩定性大幅提升，即使在離子濃度變化的情況下仍能保持高效率運作。

這項技術不僅適用於直接空氣捕捉系統，也可應用於發電廠等點源排放系統，甚至能延伸至將捕捉的二氧化碳轉化為燃料或其他有價值產品的後續流程。Varanasi教授更指出，這項技術有望開發出更安全的碳捕捉化學方法，避免使用有毒或有害環境的吸收劑。

Rufer指出，目前碳權的市場價格已超過每噸500美元，因此這項技術已具商業可行性。隨著成本進一步降低，將能吸引更多買家。Varanasi教授表示：「我們的目標是提供產業規模、成本效益高且可靠的技術系統，幫助企業直接達成減碳目標。」

這項研究獲得殼牌國際勘探生產公司透過MIT能源計劃，以及美國國家科學基金會的支援，並使用MIT.nano的設施完成。