麦克内尔等人，能源与环境科学，2020

科学家已经开发出一种新型的自组装银膜，可以用来在二氧化碳有机会扩散到大气中之前捕获二氧化碳排放。

研究小组称，他们使用了一种以前从未尝试过的技术，研究人员在气体分离膜上植入了一种有价值金属的微小沉积物，利用二氧化碳本身的流动在膜上生长出微小的银晶体或树枝状晶体。

这些枝晶将极大地提高结构的效率，允许大量的CO2和氧气流过，而不必像以前的方法那样使用大量的贵金属。

英国纽卡斯尔大学的碳捕获工程师格雷格·穆奇解释说:“我们不是用银来制造整个薄膜的。”。

“相反，我们添加了少量的银，并在膜内生长，增加了我们想要的功能。”

这一过程是所谓的碳捕获和储存(CCS，又名碳封存)的一个例子，碳捕获和储存是一种过滤CO2排放的广泛方法，目的是防止它们流入大气并加剧人为的全球变暖。

世界各地实施了多种多样的工业碳捕获和储存项目，有些项目可追溯到几十年前。但是这个领域仍在发展，碳捕获的科学和经济学一直在进步。

阻碍一些看起来最有希望的假设性CCS想法推广的一个大限制是成本。虽然科学家们有无限的绝妙想法，他们可以在实验室里成功地实现这些想法，但找出如何切实有效地将这些方法推广到工业规模的执行是另一回事。

银提供了这种紧张的另一个例子。虽然每个人都知道它是一种贵金属，但我们大多数人都不知道它也是一种在某些CCS应用中使用的高效材料。

在固碳过程中，有几种不同的方法可以将二氧化碳与其他气体分离，吸收、吸附和使用气体分离膜是主要的参与者。

二氧化碳捕获和储存系统中的膜充当一个可渗透的屏障，让一些气体扩散通过，同时阻止其他气体。研究人员说，当银用于一种叫做“两相熔融碳酸盐膜”的膜时，它提供了二氧化碳分离中最强的效率。

当然，这不是便宜的材料，这是有问题的。但是在他们的新研究中，穆奇的团队找到了一种方法来提取在二氧化碳分离过程中使用银的好处，而实际上并不需要大量的元素本身。

在实验中，研究人员使用氧化铝颗粒和铝管来形成他们膜的基础，只是在混合物中加入了一点银。当膜起作用时，在发生的渗透过程的刺激下，银枝晶 络开始在结构上生长。

“通过渗透驱动的银[银]枝晶的非平衡生长，从少量添加的银，低成本、低通量的膜材料转变成低成本、高通量的膜，”研究人员在他们的论 中解释道。

该团队表示，他们的结果实现了迄今为止最高的银支撑熔盐膜通量，同时将银的需求量降低了一个数量级。

“最重要的是，该膜的性能达到了与现有碳捕获工艺相竞争的水平，”穆奇说。

“事实上，这可能会大大减少所需设备的尺寸，并有可能降低运营成本。”

除了在成本效益方面的收益，如果我们想在CCS膜中使用银，该团队还建议我们可以在这里寻找新的方法来制造膜，通过利用渗透机制，这是以前没有被充分探索过的。

“我们建议，通常被认为对长期稳定性有害的膜渗透的非平衡条件，可以被认为是给膜增加有利功能的有利条件就地研究人员写道。

研究结果 告于能源与环境科学。