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碳捕集、利用與封存（CCUS）被認(rèn)為是減少二氧化碳排放最有效、最現(xiàn)實的短期解決方案。據(jù)國際能源署預(yù)測，到2050年，CCUS技術(shù)將累計捕集270億噸二氧化碳。因此，開發(fā)新型的、高效的二氧化碳捕集材料尤為重要。

多孔固體吸附劑因其非腐蝕性和較低的再生能耗成為下一代碳捕集技術(shù)研究的前沿。特別是胺功能化吸附劑，由于其對二氧化碳的高選擇性和對水蒸氣的耐受性，適用于多種二氧化碳捕集場景。然而，這些吸附劑在實際應(yīng)用中仍面臨吸附效率低、循環(huán)性能不穩(wěn)定等問題。

研究團(tuán)隊基于原子級設(shè)計，成功合成了一種新型的胺-載體系統(tǒng)。這種獨特的設(shè)計不僅實現(xiàn)了低再生能量，還展現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性、高二氧化碳吸附容量，以及快速吸附動力學(xué)，在室溫下15分鐘即可達(dá)到飽和。

此外，研究揭示了胺與載體之間的電子級相互作用，阻止了氨基甲酸鹽產(chǎn)物的脫水反應(yīng)，大幅提高了材料的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，這種新型材料在二氧化碳捕集方面具有巨大潛力，為實現(xiàn)低成本、可持續(xù)的二氧化碳捕集提供了可行的策略。

該研究不僅為二氧化碳捕集提供了一種新選擇，也為未來環(huán)境保護(hù)和節(jié)能領(lǐng)域的研究提供了參考。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48994-8