碳封存新招 液態金屬可將二氧化碳轉爲固體碳

科學家手上這一杯銀白色的金屬，可以做爲催化劑，把二氧化碳還原能固體碳。(圖/墨爾本皇家理工大學)

如果我們要遏制愈來愈嚴重氣候異常，僅僅減少二氧化碳排放已經不夠，還需要直接消除已存在於空氣中的二氧化碳，稱之爲碳補捉，然而補到的二氧化碳不能光封在氣瓶裡，那樣很快就會逸散，需要有方法讓它們別再回到大氣中，這就叫做碳封存，現在科學家提出一種新方法可以將二氧化碳氣體轉化爲固態碳，可以將其埋入，或是做其他的利用，總之就是別再燒掉。

關於碳補捉，現在有許多研究正在嘗試，比如多孔金屬晶格、氣泡狀膜，或由粘土、咖啡渣製成的材料來吸收二氧化碳。

但這只是故事的一半，捕捉下來的碳還需要想辦法封存，當然二氧化碳也是一種常用材料，比如製造混凝土、碳酸飲料或是經有機化學合成爲燃料，但是我們還需要把它們藏起來，一種方法是埋在地下，我們稱爲深層碳封存，現在的方法是注入地下深處。在那裡，它會與玄武岩岩石相互作用，並凝固成碳酸鹽礦物。

然而，其他研究發現，埋入地層裡的二氧化碳，它的結晶化作用可能不完全有效，麻州理工學院的一項調查發現，晶化反應可能只有薄薄一層，在固化後反而阻擋其他的二氧化碳與礦物質化合，因此埋於地層裡，僅是暫時把二氧化碳隔於大氣層，但只要出現泄漏，就可能全部釋放回空氣中，工作也就白廢了。

因此，由美國、澳洲、德國與中國大陸的跨國研究人員，正在研究把二氧化碳給還原成固體碳的方法，他們的設想是金屬還原反應，然而金屬僅作爲催化劑，不介入反應生成，這樣金屬就可以重複使用。

團隊終於研發新關鍵配方，是以鎵(Ga)和鈰(Ce)合成的液態鈰鎵合金，這兩種金屬都稀土元素。首先將二氧化碳溶解在含有電解液的燒杯中，然後加入少量鈰鎵合金，進行電解反應時，溶液裡的二氧化碳就會被析出，氧氣化成氣泡，而碳會形成固體顆粒。

由於鈰鎵合金是優良的電導體，所以電解效率很快，並且鈰鎵合金呈液體狀，碳顆粒不會沾黏，也就有利於持續電解。先前研究團隊曾開發過固體催化劑，碳顆粒往往會沾附在催化劑表面就影響反應。

研究人員說，更好的是，這個過程可以在室溫下完成，因此在相對便宜的普通設備實驗室中也可完成，這就有可能成爲大規模商業工廠。

固化後的碳粒很容易儲存，外觀就和煤碳一樣，我們只要小心別再引燃就好。同時碳粒也有很多功能，不乏無處可用，就算量產過多，儲藏起來也不用擔心它會泄漏回大氣中。