苏黎世联邦理工学院的研究人员正在开发一种捕捉二氧化碳的新方法，这种方法涉及到暴露在光线下会变成酸性的分子。

他们开发了一种不同溶剂的特殊混合物，以确保光-活性分子在很长一段时间内保持稳定。他们的新工艺比传统技术需要更少的能源。

在电化学能源系统教授Maria Lukatskaya的带领下，科学家们正在利用这样一个事实，即在酸性含水液体中，二氧化碳以CO2的形式存在，但在碱性含水液体中，它会反应形成碳酸盐。这个化学反应是可逆的。液体的酸度决定了它是含有二氧化碳还是碳酸盐。

为了影响液体的酸度，研究人员在液体中加入了一种叫做光酸的分子，这种分子对光起反应。如果用光照射这种液体，分子就会使其呈酸性。在黑暗中，它们会回到原来的状态，使液体更具碱性。

这就是ETH研究人员的方法的详细工作原理:研究人员在黑暗中通过含有光酸的液体将空气从空气中分离出二氧化碳。由于这种液体是碱性的，二氧化碳会发生反应，形成碳酸盐。一旦液体中的盐积累到一定程度，研究人员就会用光照射液体。这使得它呈酸性，碳酸盐转化为二氧化碳。二氧化碳从液体中冒出来，就像在一瓶可乐中一样，可以被收集到气罐中。当液体中几乎没有剩下任何二氧化碳时，研究人员关掉灯，循环重新开始，液体准备好捕捉二氧化碳。

完全取决于混合物

然而，在实践中，有一个问题:所使用的光酸在水中不稳定。“在我们最早的实验过程中，我们意识到分子会在一天后分解，”Lukatskaya小组的博士生、该研究的主要作者Anna de Vries说。

所以Lukatskaya, de Vries和他们的同事分析了分子的衰变。他们解决了这个问题，不是在水中进行反应，而是在水和有机溶剂的混合物中进行反应。科学家们能够通过实验室实验确定两种液体的最佳比例，并能够解释他们的发现，这要归功于巴黎索邦大学的研究人员进行的模型计算。

首先，这种混合物使他们能够将光酸分子在溶液中保持稳定近一个月。另一方面，它确保了光可以根据需要在酸性和碱性之间来回切换溶液。如果研究人员使用无水的有机溶剂，反应将是不可逆的。

不加热

其他碳捕获过程也是周期性的。一种已建立的方法是使用过滤器在环境温度下收集二氧化碳分子。为了随后从过滤器中去除二氧化碳，这些过滤器必须被加热到大约100摄氏度。“相比之下，我们的过程不需要任何加热或冷却，所以它需要更少的能源，”卢卡茨卡娅说。不仅如此，ETH研究人员的新方法可能只在阳光下工作。

“我们系统的另一个有趣的方面是，我们可以在几秒钟内从碱性变为酸性，并在几分钟内恢复碱性。”德弗里斯解释道。

通过这项研究，研究人员已经证明，光酸可以在实验室中用于捕获二氧化碳。他们走向市场成熟的下一步将是进一步提高光酸分子的稳定性。他们还需要调查整个过程的参数，以进一步优化它。