“光华化学论坛”第七讲:Christopher W. Jones 院士作“Direct Air Capture (DAC) of CO2: Chemistry’s Contribution to a Societal Grand Challenge”报告

724日下午,化学系“光华化学论坛”在江湾校区化学楼A3030顺利举行。美国佐治亚理工学院教授、美国国家工程院院士Christopher W. Jones受邀作了题为“Direct Air Capture (DAC) of CO2: Chemistry’s Contribution to a Societal Grand Challenge”的学术报告。化学系徐昕教授主持了本次报告会,并为Jones教授颁发了证书。



Jones教授讲到,人口增长带来了巨大的能源消耗,进而导致了全球气候变化。为了应对这一巨大挑战,采取负排放技术(NETs)和使用可再生能源是一种有效的解决方案,而直接空气捕获(DAC)就是一种关键的、可度量的NET方法。在减少碳排放的同时,消除已经存在的CO2也是必不可少的环节。为了让DAC过程更加实用和高效,Jones教授给CO2吸附剂提出了五大关键因素并逐一讲解。第一是接触器的压降低而表面积大,为了对比不同结构的接触器,Jones教授团队分别设计并验证了纤维、多孔柱、层压板式结构的捕获性能。第二是吸附剂与CO2的结合足够强,为了提高胺类吸附剂与CO2的结合能力,他归纳对比了物理吸附与化学吸附的特点,测试了胺的种类、负载密度对捕获CO2能力的影响,并使用中子散射技术表征了用PEI胺负载的SBA-15型介孔氧化硅的结构。第三是吸附和脱附的速率足够快,在讲到提高吸附的动力学速率时,Jones教授提出层压板式的接触器有最好的工作性能。第四是吸附剂的控温再生的代价低,胺类化合物可在室温下完成吸附,而且只需升温至40~80℃即可完成脱附再生。第五是使用成本低而寿命长,确保可以投入生产并带来实际应用。除此之外,Jones教授也研究了胺类吸附剂分别在高温和低温环境下氧化变性的特点和机理,并希望今后在更广的温度范围和变化的湿度条件下在不同的地区和季节也能让DAC有高效的表现。Jones教授的报告深入浅出,在座师生享受了一场精彩的学术盛宴。提问交流环节,师生反应热烈、积极互动,进行了非常充分的交流沟通。