太陽能驅動裝置：從空氣中捕捉二氧化碳，打造永續燃料

來自劍橋大學的研究團隊近日開發出一款革命性的反應器，能夠直接從空氣中捕捉二氧化碳，並利用太陽能將其轉化為永續燃料。這項技術不僅能為汽車、飛機提供動力，還可用於製造我們日常所需的化學品與藥品，甚至在偏遠或離網地區也能發揮作用。

與大多數碳捕捉技術不同，這款反應器無需依賴化石燃料能源，也省去了二氧化碳的運輸與儲存過程。相反地，它直接利用太陽能將大氣中的二氧化碳轉化為有用的物質。這項研究成果已發表於《自然能源》期刊。

碳捕捉與儲存（CCS）技術一直被視為應對氣候危機的潛在解決方案。然而，CCS不僅耗能，且將高壓二氧化碳深埋地下的長期安全性也引發疑慮，儘管相關安全研究仍在進行中。研究團隊領導者Erwin Reisner教授指出：「除了成本與能源消耗問題，CCS還為繼續燃燒化石燃料提供了藉口，而這正是導致氣候危機的根源。此外，CCS並非迴圈經濟，因為高壓二氧化碳最多隻能被永久儲存於地下，對任何人都無益。」

研究第一作者Sayan Kar博士則提出了一個更具前瞻性的想法：「與其將二氧化碳埋入地下，我們能否將其轉化為有用的物質？二氧化碳雖然是危害性溫室氣體，但也能在不加劇全球暖化的前提下，轉化為有用的化學品。」

Reisner教授的研究團隊專注於開發將廢棄物、水與空氣轉化為實用燃料與化學品的裝置。這些裝置的靈感來自植物的光合作用過程，完全依賴太陽能運作，無需外部電力供應。團隊的最新系統能直接從空氣中捕捉二氧化碳，並將其轉化為合成氣（syngas），這是製造許多化學品與藥品的關鍵中間產物。研究人員表示，這種無需運輸與儲存的方法，比以往的太陽能裝置更容易擴大規模。

這款太陽能流動反應器利用特殊過濾器在夜間捕捉二氧化碳，就像海綿吸水一樣。當太陽升起時，陽光加熱捕捉到的二氧化碳，吸收紅外線輻射，而半導體粉末則吸收紫外線輻射，啟動化學反應，將二氧化碳轉化為太陽能合成氣。反應器上的鏡子能集中陽光，使整個過程更加高效。

目前，研究團隊正致力於將太陽能合成氣轉化為液態燃料，可用於驅動汽車、飛機等，且不會向大氣中排放額外的二氧化碳。Kar博士表示：「如果我們能大規模生產這些裝置，就能同時解決兩個問題：從大氣中移除二氧化碳，並創造出化石燃料的潔淨替代品。二氧化碳常被視為有害廢物，但它也是一個機會。」

研究人員指出，這項技術在化學與製藥領域尤其具有潛力，因為合成氣可轉化為許多我們日常依賴的產品，且不會加劇氣候變遷。他們正在建造更大規模的反應器，並希望於春季開始測試。

若成功擴大規模，這款反應器可實現分散式應用，理論上個人也能自行生產燃料，這對偏遠或離網地區將非常實用。Reisner教授總結道：「我們不必繼續開採與燃燒化石燃料來生產所需的產品，而是可以直接從空氣中獲取二氧化碳並重複利用。只要我們有政治意願，就能建立一個迴圈、永續的經濟體系。」