导语：从大气中捕获CO2制造纳米碳管，既能降低大气中的碳含量水平，又能降低纳米管制造成本，拓宽其运用范围，听起来不错但还有很长的路要走，虽能变废为宝但改善气候效果甚微。
关键词：气候变化；二氧化碳；碳纳米管
有没有可能从空气中吸收二氧化碳，然后将之转化成有用的产品？这个创意看起来疯狂，但科学家已经证明它是可行的了。不过，想它量化生产必须先克服一个难题，那就是制造出的产品必须要高于成本才行（然而，实现量化生产的挑战之一就是制造出的产品得足以有价值，才能弥补吸收二氧化碳的高成本）。
在这个领域中，一些卓越的新研究已经取得了突破性进展。科学家们从空气中直接提取二氧化碳来生产石墨烯。这是一种被称为“神奇材料”的二维形式的碳，但是一些媒体将这称之为“天空的宝藏”是有误导性的。
目前，CO2及其对应的产品已经拥有成熟的市场，主要是化肥和燃料。这种生产过程把二氧化碳气体作为原材料而不是废气进行利用（二氧化碳利用，carbon dioxide utilisation，简称CDU）。通常，CO2的提取主要来自工业燃料烟气，如熔炉或者烧燃料的发电机排出的气体。
大海里的一滴水
2012年，人类对于CO2的利用达到了一亿八千万吨。若非加以利用，它们将全部直接排到大气中，并且这个数字到2016年预计将变成两亿五千六百万吨。而全球温室气体的总量约为350亿吨，且数量仍然在增加，这意味着其他减排策略，如能源效率和可再生能源等在目前所起的作用更显著。
然而，从空气中直接吸收CO2的过程远比从管道里集中的烟气中提取复杂得多。因为CO2在空气中的含量只有0.04%，所以即使处理了大量的空气，产量也是极少的。不过，已有几家化学公司设计出的化学过程比烟气捕获的效率更高，也能生产出更有经济效益的工业CO2。
碳纳米纤维：石墨烯圆柱层.图片来源：Wikimedia Commons/Magnus Manske, CC BY-SA
美国乔治华盛顿大学（George Washington University）的一项新研究中提出了一种以低压太阳电力和太阳热为能源，直接从空气中捕获CO2并制作成纳米纤维的方法。这些及其微小的结构实际上是由多层石墨烯构成的不规则的圆柱，可以用来加固制造飞行器、风力涡轮机甚至是运动器材的材料。
研究人员称这项新型制造方式的成本比现有技术的低得多，因此可以开拓纳米纤维的运用范围。如果他们的规模能实现量产化，并控制经济效益，这对市场推广无疑是一个好消息。但在这之前需要做一个完整的产品生命周期分析来证实他们的声明。
如果能证明这项技术确实是经济实惠并可以用来批量生产碳纳米纤维的话，能否就像作者们声称的那样（虽然这一说法并未在论文中提到）将它用于显著改善大气中CO2的总量？。目前碳纳米纤维的产量大约为一年500吨，并预计可达到一年1万吨。但这依然远远没有达到减少温室气体所需要的数亿吨的水平。
万事开头难
以现阶段的生产水平，碳纳米纤维很难有这么大的市场规模。除非有一种可能性：纳米纤维的价格已经低到我们可以用它来加固建筑材料。这对于现有的将CO2和其他化学物质以及废弃材料转换成固体的处理技术来说这也是一种辅助手段。
开发可行的空气捕捉技术是目前主要的研究挑战，希望有一天它会有深远的影响。有朝一日，在世界各地都能安装捕捉装置把CO2变成有用的资源。碳纳米纤维会在二氧化碳利用的各项技术整合中起到作用，这又是一项新的期待、新的应用。
然而，这项有趣的科技突破并不像外界所说的那样可以控制气候变化。根据潜在市场规模的大小，单靠碳纳米纤维并不能对CO2治理产生重大影响。不过，许多革命性的技术和材料都是以小众领域为先导，而后才进入主流用途的。或许以后这能发展成空气捕捉纳米纤维，毕竟，变革就是在不知不觉产生的。
（翻译：李星悦，审校：蒋泱帅）
原文链接：
https://theconversation.com/we-can-turn-co-sub-2-sub-in-the-air-into-new-materials-but-dont-expect-that-to-stop-climate-change-46429
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