碳纳米管（carbon nanotubes, CNTs）是目前可测量的最高强度材料（93,900MPa），在工程学和科学研究领域都有广泛应用[1]。在各类材料中只需加入极少量（0.1wt%）CNTs就可以大幅提高原材料的机械性能，如强度、抗压强度和弯曲强度。但CNTs的生产过程本身是一个碳密集型过程，其间会产生大量包括CO2在内的温室气体。而近日，有科学团队研究出一种新方法，可以有效解决这一问题。
水泥、铝和不锈钢是在生产过程中产生温室气体最多的几种材料。仅水泥一项就占人为制造二氧化碳排放总量的4-7％。用添加碳纳米管（CNTs）的复合材料代替结构材料可以减轻材料总重量并提高强度。
但是，碳纳米管通常本身使用碳密集型工艺（例如化学气相沉积法）来生产，会造成温室气体的大量排放。
近日，美国乔治华盛顿大学的研究人员证明，可以使用一种低耗能的化学方法利用CO2生产CNTs，这样可以大幅度减少与建筑材料相关的温室气体排放。这项研究由S. Licht等人发表在 Material Today Sustainability 上。
这一方法所需的基础设施和成本类似于通过熔融电解氧化铝生产铝，而后者已被广泛使用且成本低廉。该方法在投入成本方面考虑是一项很有吸引力的CO2处理技术，因为它比常规技术便宜得多。通常，消除CO2的成本为30-50美元/吨，相当于300-500千瓦时/吨的能源消耗，而熔融电解法的相应成本则少于7千瓦时/吨。
目前，这一新方法已入围国际Carbon XPrize竞赛，该竞赛旨在利用化石燃料发电厂的烟气创造有价值的产品。该小组正在对其方法进行商业演示，每天将从加拿大阿尔伯塔省的860 MW天然气装置中捕获的2-5吨二氧化碳转化为CNT复合材料。
可以想象，在可预见的将来，这一方法将在缓解全球温室气体排放领域发挥巨大潜能。
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Materials Today Sustainability
导读 Reference:
[1] M.-F. Yu, O. Lourie, M. Dyer, K. Moloni, T. Kelly, R. Ruoff Science, 287 (2000), pp. 637-640.
S. Licht, X. Liu, G. Licht, X. Wang, A. Swesi, Y. Chan
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