碳捕集與封存(CCS)概念是希望可以收集化石燃料發(fā)電廠所排出的二氧化碳，并將他們儲存在與世隔絕的地底，避免讓數(shù)以千噸的污染物排至大氣層。而加拿大與美國組成的科學(xué)團(tuán)隊(duì)則希望未來不僅能收集碳，還可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為原料、生物燃料、藥劑或再生燃料等分子，進(jìn)化為碳捕集與轉(zhuǎn)化(carbon capture and conversion)。

多倫多大學(xué)材料科學(xué)(MSE)博士生 Phil De Luna 表示，就像植物光合作用一樣可利用陽光與水制造糖，團(tuán)隊(duì)也希望能用太陽能或其他再生能源將二氧化碳轉(zhuǎn)化為微小的建構(gòu)單元(building block)分子，再用傳統(tǒng)的化學(xué)方法將這些小分子進(jìn)一步變成具有經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品。

團(tuán)隊(duì)分析一系列具有可用于商業(yè)的小分子，在能源需求上，氫氣、甲烷和乙烷可用于生物燃料，乙烯和乙醇則可用在各式消費(fèi)產(chǎn)品，而二氧化碳衍生物甲酸更能用于制藥、農(nóng)工業(yè)或是燃料電池。

雖然目前碳捕集技術(shù)才剛起步，但不少新創(chuàng)產(chǎn)業(yè)正摩拳擦掌訂定商業(yè)策略，研究員估計(jì)，未來十幾年內(nèi)碳捕集與轉(zhuǎn)化將能迎來重大進(jìn)展。

研究擬定長達(dá) 5 到 70 年的時間線，并假設(shè) 3D 打印、太陽能與電動車未來仍蓬勃發(fā)展，且二氧化碳轉(zhuǎn)化是全球熱門話題。

(Source：Joule)

團(tuán)隊(duì)同時預(yù)估 6 個潛力二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)，這些技術(shù)有些即將商業(yè)化或是處于實(shí)驗(yàn)室階段，有些則尚未被科學(xué)證明。研究指出，電催化(electrocatalysis)在 5 到 10 年內(nèi)會是個有潛力的轉(zhuǎn)化途徑，可利用電化學(xué)與不同的催化劑，將二氧化碳還原成微小分子。而 50 年之后，可利用分子機(jī)器(molecular machine)或納米技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

研究成員 Oleksandr Bushuyev 表示，這項(xiàng)技術(shù)在理論上是可行的，團(tuán)隊(duì)皆期待未來的轉(zhuǎn)換規(guī)模與商業(yè)性。假如不停朝此方向邁進(jìn)，有朝一日可打造二氧化碳排放、捕獲與轉(zhuǎn)化集一身的電廠。

不過這項(xiàng)技術(shù)也獲得些許反對聲浪，不少人認(rèn)為該技術(shù)經(jīng)濟(jì)上難以達(dá)成，尤其是該技術(shù)需要大量電力。而團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，隨著再生能源蓬勃發(fā)展，這一疑慮將會逐漸消散，且很少有電廠只會排放二氧化碳，通常還會參雜其他污染物，因此轉(zhuǎn)化技術(shù)具有發(fā)展必要性。

De Luna 指出，該研究動機(jī)是希望可以找出碳轉(zhuǎn)化的經(jīng)濟(jì)性與是否值得花費(fèi)大量時間、金錢投資，盼能為未來幾十年的技術(shù)提供意見。目前該研究已發(fā)布在期刊《Joule》。