为了不使人们自食全球变暖的恶果，因此我们急需一种有效且经济可行的方式，来降低大气中二氧化碳的浓度。庆幸的是，美国的研究人员开发出一种方法，不仅可以从大气中去除这些温室气体，而且还能工业化的生产出大量的碳纳米管（CNTs）。这种低能耗且简便的方法被称为“C2CNT”，它是利用熔融电解的方式，来制造出可用于编织复合材料和纺织品的碳纳米管纤维。

 

 

 

由Stuart Licht领导的乔治华盛顿大学的研究人员，使用一个由熔融碳酸锂（Li2CO3）作为电解质、镍铬合金作阳极、蒙耐尔镍铜合金作阴极和二氧化碳作为唯一反应物的系统，成功合成了碳纳米管材料。当在770℃恒电流下电解时，研究人员制备出了厚度大于1μm，长度超过1mm的碳纳米管，与迄今为止碳纳米管的最大长度相比，这种方法制备的碳纳米管其长度增加了100倍。

 

研究人员通过SEM观察到，新的C2CNT方法首先是在蒙耐尔阴极表面形成精细的碳膜，然后，金属（Fe，Ni，Cr）催化剂会作为溶解CO2的成核位点，使得碳纳米管从石墨烯层中生长出来。金属颗粒来源于镍铬合金阳极在电解质平衡过程中的溶解，结果表明在这些颗粒与石墨烯涂层之间形成了碳纳米管。这种生长模式促进了碳纳米管与大量电解质溶液的接触，并且意味着碳纳米管的形成不受碳扩散的约束。

 

由于共成核金属位点的可用性是生产均匀、长碳纳米管的关键，因此电极的组成是一个重要的考虑因素。该研究团队之前是利用镀锌钢作阴极、纯镍作阳极，制备出的碳纳米管较短、较厚且更加复杂，这表明电极成分可以调节碳纳米管的形貌。

 

可扩展性和工业可行性

 

考虑到C2CNT工艺中唯一的原料——二氧化碳，可以很容易的从大气或工业中获得，所以其成本在很大程度上取决于电力的价格。Stuart Licht和他的同事计算出每吨碳纳米管的成本为660美元，但如果使用太阳能来驱动这一过程，其成本可能会更低。由于该方法的电化学性质，其可扩展性是非常可行的，其只取决于电解室的大小。

 

C2CNT扩展过程的第一阶段，将包括从水泥厂和发电厂转移集中的CO2热源。这进一步提供了将副产物O2送回发电厂的优势。生产的新型碳纳米管材料的潜在应用领域，包括纺织品、复合材料、以及更轻、更强的钢材和铝的替代品等方面。

 

 

如果人们想要更大胆的使用“C2CNT”方法，可以使用太阳能电池和聚焦的太阳能热源，直接从大气中消除二氧化碳。

 

tuart Licht和他的团队估计，仅将撒哈拉沙漠不到10％的地区投入到这个项目中，就足以在10年内消除所有过量的人为造成的二氧化碳。另外，如果将这些设施安置在开放的海洋区域，同样可以得到一个净水系统。这种方法不仅可以缓解气候变化，降低碳纳米管的生产成本，而且还能产生丰富的淡水资源，真可谓是一举三得！

 

Stuart Licht及其合作者们所做的工作，在以可扩展、市场化为目标的重大社会问题方面，其成果是非常显著的。研究人员利用电化学技术，将废气二氧化碳转化为了一种有价值的商品，证明了人们解决气候变化的方法可以在化学中找到的：即物质的转化。

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