二氧化碳演绎现实世界的“封印”，固碳还得是本家出马才行

  我们都知道，二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首。但你知道吗？科学家们现在找到了一种方法，可以把这个问题变成解决方案。美国能源部的布鲁克海文国家实验室和哥伦比亚大学的科学家们，他们发明了一种新方法，可以把二氧化碳转化成碳纳米纤维。这听起来有点像科幻小说，但其实是真的。

这个过程其实很简单。

首先，他们用电解的方法，把二氧化碳和水分解成一种叫做合成气的混合气体。然后，他们把这种气体放入一个特殊的反应器中，这个反应器里面有一种铁-钴合金。在这个合金的作用下，碳就会在其表面上沉积并生长成碳纳米纤维。

这个过程不仅可以把二氧化碳变成有用的物质，还可以产生氢气，这是一种清洁的能源。更重要的是，这个过程可以在常温常压下进行，这意味着它可以在工业规模上应用。它为我们提供了一种新的方法，可以减少二氧化碳的排放。其次，它可以把二氧化碳转化成有用的物质，比如碳纳米纤维。这种纤维可以用来增强水泥的强度，这样就可以把碳锁定在混凝土中，至少可以锁定50年，甚至更长。最后，这个过程还可以产生氢气，这是一种清洁的能源。

一、二氧化碳固碳技术

碳其实是地球生物祖先留给后来生物的巨大财产，没有碳就没有生命。我们大量的碳其实是可以重新利用的，目前已经在新的科技成果爆发的前夜。

1、二氧化碳制淀粉技术

近日国际顶级学术期刊《科学》上发表了一篇来自中国的论文，该论文指出来自中国科学院天津工业生物技术研究所的科研人员已经成功利用二氧化碳合成淀粉，简而言之就是人工合成淀粉问世了。这是继我国在上世纪60年代成功实现人工合成结晶牛胰岛素之后，在人工合成方面又取得的一项重大突破。

2、一氧化碳生物发酵蛋白质

中国农业科学院饲料研究所10月30日宣布，我国在一碳生物合成领域取得重大突破性进展：全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成，并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器，同时对促进国家“双碳”目标实现深具意义。

3、二氧化碳加氢催化制烯烃

二氧化碳加氢制备化学品是一种二氧化碳资源化利用的有效途径。记者13日从中国科学技术大学获悉，该校教授曾杰研究团队开发出一种铜-碳化铁界面型催化剂，实现了常压条件下二氧化碳加氢高选择性制备长链烯烃。

4、二氧化碳加氢制汽油

2022年3月4日，由中国科学院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，近日在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。

二氧化碳作为原料的下游工业需要较高的碳排放作为解决环境问题的着手方向，而随着我国新能源比例的逐渐升高，那么二氧化碳为原料的下游工业会天然的向刚性碳排放地区聚集，方便获取原材料。唐山作为我国钢铁能源存量最大，规划七大石油化工产业基地之一，有着大量的刚性存量碳排放。这部分碳排放很难用新能源来替代，但是随着技术的突破发展，环境要求的逐步严格，碳原料产业势必向唐山等国家原材料基地聚集。

二、二氧化碳的未来技术

那么二氧化碳目前的方向有向食用碳（解决粮食问题）、燃料碳（燃油方向）、化工用碳（解决原材料问题）还有几个比较空白的用碳方向：

1、土壤存碳技术

传统的生物固碳认为将碳固定在树木之中就完成了固碳目标，但数百米厚的煤层告诉我们，深厚的土壤才是固定碳的最终目标。我们开发的土壤厚度不断变薄就说明土壤当中存的碳都被使用了，最终流入到社会当中燃烧变成了二氧化碳。而土壤固碳技术和材料的发展也有利于改良土壤，有利于沙漠变绿洲。为子孙后代留下更多的可能性。

2、海洋存碳技术

海洋存碳可以做大海洋资源，改善近海海底荒漠化趋势，海水净化，等诸多优点。我们地球的海远比陆地大得多，如果海洋生物炭技术获得发展，那么我们将不有更大的腾挪空间，

3、二氧化碳变单质碳材料技术

对于纯度高，要求高的高性能碳单质材料制备的技术进行研究，如石墨烯、碳纤维，碳化硅，碳芯片等

缓解全球变暖，严格控制二氧化碳等温室气体排放，已成为全人类的目标。减少二氧化碳排放的主要方式，一是碳封存，二是碳抵消。碳的捕获、利用与封存也是应对气候变化的重要技术手段。此次，科研人员创新性使用了电催化和热催化，这种串联将二氧化碳转化为碳纳米纤维，在利用它的同时，还能将其有效封存。值得一提的是，这种催化方法并非高成本、高复杂度的实验室方法，它兼顾了便利性和商用性，为实现零碳甚至负碳排放开辟了道路。

文章来源： 科技日报，唐山梦，科技棒棒