濕度捕捉碳：低成本減碳技術的重大突破

美國西北大學研究團隊近期發表一項創新研究，利用濕度變化與低成本材料，開發出更經濟環保的二氧化碳捕捉技術。這項發表於《環境科學與技術》期刊的成果，為全球減碳行動帶來新曙光。

隨著大氣中二氧化碳濃度持續攀升，如何有效移除空氣中過量碳元素已成為當務之急。研究團隊發現，採用「濕度擺動」技術的新型材料，能大幅降低直接空氣捕集(DAC)技術的成本與能耗。這項突破對航空、農業等難以減排的產業尤其關鍵。

傳統DAC技術因使用昂貴的離子交換樹脂而難以普及。團隊轉而研究多種豐富且可持續的材料，包括活性碳、奈米結構石墨、碳奈米管等碳質材料，以及鐵、鋁、錳氧化物等金屬氧化物奈米粒子。其中氧化鋁和活性碳展現最快的反應動力學，而氧化鐵和奈米結構石墨則具有最高的二氧化碳捕集量。

研究共同作者John Hegarty指出：「我們首次建立系統性實驗框架，證實材料孔徑大小是影響捕碳效率的關鍵因素。」團隊發現孔徑在50-150埃之間的材質表現最佳，這項發現將有助於未來材料設計準則的建立。

參與研究的Benjamin Shindel博士解釋：「濕度擺動技術的優勢在於能利用自然環境的濕度變化，在低濕度時捕集二氧化碳，高濕度時釋放，大幅降低傳統技術加熱再生吸附劑的能源消耗。」

研究主持人Vinayak P. Dravid教授強調：「只要系統設計得當，就能利用晝夜溫差或不同濕度的空氣流動來驅動整個捕碳過程，這使技術具備極佳的部署彈性。」

團隊未來將進一步評估這些新材料的使用壽命與總體成本效益。Shindel表示：「碳捕集技術尚處發展初期，隨著成本持續降低、效率不斷提升，終將成為實現全球減碳目標的重要工具。我們期待這些材料能在更大規模的試驗中驗證其潛力。」

這項研究獲得美國能源部與國家科學基金會支援，相關表徵與測量工作由SHyNE資源中心完成。研究團隊成員還包括西北大學化學系主任Omar K. Farha教授及其博士生Michael L. Barsoum。