如果我们要捕获碳排放，我们不妨将其利用

和许多研究人员一样，菲尔·德鲁纳从大自然中寻找灵感——在这种情况下，大自然是植物利用光合作用从二氧化碳、水和阳光中制造食物的方式。他设想有一天科学家将利用水和可再生能源将二氧化碳转化为社会可以使用的产品，例如燃料、药物或牲畜饲料。虽然科学家倾向于谈论碳捕获和储存——一种应对气候变化的方法——但德鲁纳认为未来将是碳捕获和转化。“世界需要更多应对气候变化的解决方案。如果我们能够设计和制造使用二氧化碳而不是化石燃料的技术来满足我们的化学和燃料制造需求，那么我们就可以在闭环中完全回收碳，”多伦多大学材料科学博士候选人德鲁纳说。人类正在通过燃烧煤炭、石油和天然气来改变气候，将曾经埋藏在地下的碳释放到天空中，增加大气中二氧化碳的体积。由捕获的碳制成的燃料——而不是煤炭、石油或天然气——在燃烧时不会向大气中增加额外的二氧化碳。

一旦实现这一目标的技术得到广泛传播，“我们就可以继续利用可再生能源满足世界能源需求，同时还能提供我们每天所需的消费品和材料来源，”德鲁纳补充道。“这项技术有潜力实现完全的可持续性。”

目前，碳捕获通常涉及从燃煤发电厂等来源获取_二氧化碳排放，然后将其储存在地下，这样它们就不会进入大气层并导致地球变暖。德鲁纳和他的同事，包括多伦多大学博士后研究员奥列克桑德·布什努耶夫，正在研究开发可以使储存成为二次甚至不必要的技术。一项描述他们工作的研究发表在《焦耳》杂志上。

“通过使用可再生能源将_二氧化碳转化为燃料，人们可以储存可再生能源，然后当燃料燃烧时，_二氧化碳可以再次被捕获，从而完成碳循环，”德鲁纳说。他团队的概念被他描述为“即将实现商业化”，并入围了 NRG COSIA Carbon XPrize 的半决赛，这是一项 2000 万美元的竞赛，旨在加速开发能够捕获_二氧化碳并将其转化为可用产品的技术。

虽然转化技术仍处于起步阶段，但研究人员相信未来几十年将取得重大进展。例如，在五到十年内，电催化（通过电刺激化学反应）可以降低将二氧化碳转化为燃料和其他产品的成本。科学家表示，在 50 年或更长时间内，纳米技术可以推动转化。

“这仍然是未来的技术，”布舒耶夫说。“但它在理论上是可行的，我们对它的规模化和实施感到兴奋。如果我们继续努力，我们很快就会拥有排放、捕获和转化_{二氧化碳的}发电厂。”

研究人员承认，仍存在一些需要克服的障碍，其中最主要的是驱动化学反应所需的电力成本。但他们相信，随着可再生能源的普及，电力成本将会下降。

“这项技术的核心是催化剂，即转化_二氧化碳的材料，在成本降低之前，仍需要开展工作来提高催化剂的效率、选择性和长期稳定性，”德鲁纳说。“就规模而言，目前这是一个工程问题，许多人正在努力扩大这种技术的规模。”

他认为，二氧化碳回收技术不会成为燃煤和燃气发电厂产生碳污染的生命线。“一点也不，”他说。“可再生能源渗透的最大问题不是人们不想要它。而是当阳光普照或风吹时，我们作为一个社会的需求并不匹配。

“我们真正鼓励使用清洁可再生能源的唯一方法是平衡能源供应，这样间歇性问题就不再是问题，而这项技术提供了一种方法，”他说。“我们碳氢化合物经济的大部分，包括塑料和建筑材料等，也来自化石燃料。如果我们能用捕获的_二氧化碳替代化石燃料，那么我们就能解决间歇性和能源储存问题，从大气中捕获_二氧化碳并加以利用，并用排放废物制造塑料和材料。”

他说，这项研究是为了“清楚地了解这是否具有经济可行性，以及是否值得花时间投资”。他们的工作设想了“未来几十年二氧化碳转化的途径”。

玛琳·西蒙斯为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合通讯社。