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碳中和研究成果：利用植物固碳的同时制备碳化硅

来源：花匠小妙招时间：2024-10-26 05:17

导读：上世纪50年代起，人类活动导致碳排放增加的速度急剧上升。截至2013年，二氧化碳水平达到400ppm以上，预计在2070年将超过500ppm，而上一次达到这个浓度还是早新生代早期（古近纪，又称老第三纪）...

上世纪50年代起，人类活动导致碳排放增加的速度急剧上升。截至2013年，二氧化碳水平达到400ppm以上，预计在2070年将超过500ppm，而上一次达到这个浓度还是早新生代早期（古近纪，又称老第三纪），距今6500万年。而这恐怕会导致气候巨变，继而造成动植物大量灭绝等严重后果。

植物的固碳能力超群，但并不持久，因其中的碳成分最终仍将经过分解排入大气。索尔克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）的研究人员最近提出一种持久且有附加值的方法，利用植物在固碳的同时制备碳化硅（SIC），从而让碳中和带来直接利益。

该研究成果发表在RSC Advances期刊，链接：DOI: 10.1039/d1ra00954k

这个循环包括三个过程：植物生长、植物加工和生物质石化，包括六个步骤（生长、收获、干燥、研磨、矿化和石化）

这个周期从种子开始，植物在58天后收获。然后将组织冷冻、研磨并干燥成细粉。所得粉末然后通过酸处理和浸泡在正硅酸乙酯中进行灌注来矿化。然后将溶液风干，并在惰性气氛中进行燃烧。

本次研究人员利用农业植物捕获二氧化碳，再将其转化为具有经济价值的绿色产品，主要过程为：首先，研究人员从种子中种植烟草，选择烟草生长季节较短。然后他们将收获的植物冷冻并磨成粉末，然后用包括含硅化合物在内的几种化学物质进行处理。在第三个也是最后一个阶段，粉状植物被石化（变成石质物质）来制造碳化硅，这个过程需要将材料加热到1600℃。试验结果显示14%的植物固碳最终以碳化硅的形式存在，研究团队还评估了能够产生全球影响所需要的生产规模。

该研究利用烟草和玉米壳为原料制备出碳化硅材料

这其中会有一些疑问，论文中给出了一些解释。比如，研究人员计算出，制造1.8克碳化硅的过程需要大约177千瓦/小时的能量，其中大部分能量（70%）用于石化步骤的熔炉。作者指出，目前的碳化硅制造工艺具有相当的能源成本。因此，虽然所需的生产能源意味着从工厂到碳化硅的过程不是碳中和的，但研究小组认为，可再生能源公司创造的新技术可以降低能源成本。

“这是朝着以对环境负责的方式制造碳化硅迈出的一步，”通讯作者之一，也是索尔克访问学者的James La Clair表示。

编译 YUXI