碳酸鈣「扣留」碳 遇熱可循環再用
近半個世紀，全球暖化一直是我們關注的問題。在過去數年間，這個問題的嚴重性及迫切性，好像愈來愈明顯，不知道大家有否察覺，涼快的日子愈來愈少，炎熱的時間愈來愈長，而且氣溫屢創新高？地球溫度上升，導致南北兩極的冰層大量融化，使全球水位上漲，令馬爾代夫及馬來西亞等低窪國家，面臨愈來愈嚴重的水災問題。全球暖化更影響了地球的氣候，引發氣候變遷，以致極端的天氣在全球不同的地區出現。有科學家近年致力研究從空氣中收集二氧化碳，並製作成燃料。
碳酸鈣能儲碳
當大氣層積聚過多二氧化碳，限制了部分能量由地球向太空散失，這部分能量積聚在大氣層中，從而導致全球氣候暖化問題。然而，我們除了減低碳排放外，能否更主動一些去解決這個問題？
哈佛大學物理學家David Keith及其研究團隊，一直探討如何在合理成本下，直接從空氣中收集二氧化碳。這種被稱為DAC（Direct Air Capture）的技術，首先參考工業用冷卻塔的設計，用巨大的風扇，將空氣吹過含有氫氧化鈣的溶液。這種溶液會和二氧化碳發生化學反應，從而「扣留」空氣中的二氧化碳，變成碳酸鈣。
由於碳酸鈣不容易溶於水，因此能在水中沉澱易被收集，稍後只要被加熱（在日常大氣壓力之下需要攝氏800度至900度），便會變回二氧化碳及氧化鈣（俗稱生石灰）。
氧化鈣可以重新加進水中，還原為最初的氫氧化鈣溶液，繼續循環使用；與此同時我們亦收集到高濃度的二氧化碳了。
加拿大設廠收集二氧化碳
Keith和他的夥伴在2015年「小試牛刀」，在加拿大開設一個小工廠，將研究成果付諸實行。由於他們主要使用現有技術，有信心將工廠提升至更大規模。根據工廠過去三年的數據，他們預期擴充規模後，收集二氧化碳的成本，每噸由94美元至232美元不等。
他們更嘗試利用收集到的二氧化碳去製造汽油、柴油等燃料，成本有希望降低至每公升約1美元。雖然還是比現有的許多燃料昂貴，不過已經相差不遠了。
銅及太陽能讓二氧化碳變酒精
近年也有不少研究，探索將二氧化碳轉化為酒精以作燃料之用。現時已發現銅特別適合作為催化劑，以「催促」二氧化碳「大變身」。在納米技術已十分成熟的這個年代，科學家能把銅原子仔細排列，以找出最有效的排序。
2016年美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory），利用他們設計的催化劑，再施加電力，令已溶於水的二氧化碳轉為酒精；其得出的數量是理論預期的百分之六十三，可算是十分不錯。
去年美國的勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）亦成功利用太陽能將二氧化碳和水變為酒精，展示了這種「人工光合作用」的可行性。
作者簡介：張文彥 香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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