突破性碳捕捉技術：將二氧化碳轉化為水泥原料

密西根大學化學家Charles McCrory率領的研究團隊，與加州大學戴維斯分校的Jesús Velázquez實驗室、洛杉磯分校的Anastassia Alexandrova實驗室合作，開發出一項創新技術。這項技術能捕捉二氧化碳並將其轉化為金屬草酸鹽，而這些產物正是製造水泥的重要前驅物質。相關研究成果已刊登在《Advanced Energy Materials》期刊。

McCrory教授表示：「這項研究證明我們可以將毫無價值的廢棄物二氧化碳，升級再造為有價值的產品。我們不僅僅是捕捉並封存二氧化碳，而是將其從不同排放源回收再利用。」

這項研究源自McCrory參與的「封閉碳迴圈中心(4C)」計畫，該計畫由加州大學爾灣分校的Jenny Yang主導，目標是探索將二氧化碳轉化為有價值燃料與產品的方法。

目前最常見的波特蘭水泥需要消耗大量能源，產生可觀的碳足跡。研究團隊專注於開發替代方案，將二氧化碳轉化為可用於生產環保水泥的材料。其中，金屬草酸鹽就是極具潛力的替代原料。

研究發現，雖然鉛能作為催化劑將二氧化碳轉化為金屬草酸鹽，但傳統製程需要大量鉛催化劑，對環境和人體健康構成威脅。4C團隊創新地使用聚合物控制鉛催化劑的微環境，成功將鉛使用量降至十億分之一濃度，相當於許多商用多孔石墨材料中的微量雜質含量。

McCrory解釋製程原理：「我們利用電極組，一端將二氧化碳轉化為溶解於溶液中的草酸根離子，另一端則氧化金屬電極釋放金屬離子。兩種離子結合後就會形成固態金屬草酸鹽沉澱，這些沉澱物就是我們要收集的水泥原料。」

共同主要研究者Velázquez教授指出：「金屬草酸鹽是一個尚未充分開發的領域，不僅能作為替代水泥材料，還可作為合成前驅體和二氧化碳儲存方案。」Alexandrova教授團隊則透過計算驗證了這項機制的可行性。

McCrory強調，轉化為金屬草酸鹽的二氧化碳在常規條件下不會再釋放回大氣中，這不僅是真正的碳捕捉過程，還能產出具有實際應用價值的材料。雖然目前距離大規模應用還有一段路要走，但研究團隊已在探索如何擴大電解製程規模，為實現永續水泥生產邁出重要一步。

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