超临界水助力碳捕捉：焦碳酸酯中间体揭示二氧化碳溶解新机制新华社洛杉矶2月3日电，一项发表于美国《国家科学院学报》(PNAS) 的最新研究，对二氧化碳在超临界水中的复杂反应机制取得了重要进展，这为开发更有效的碳捕捉与封存 (CCS) 技术带来了新的希望。这项突破性研究揭示了焦碳酸酯(carbonic ester) 作为关键反应中间体在该过程中的作用，为未来CCS技术的创新提供了坚实的基础
新华社洛杉矶2月3日电，一项发表于美国《国家科学院学报》(PNAS) 的最新研究，对二氧化碳在超临界水中的复杂反应机制取得了重要进展，这为开发更有效的碳捕捉与封存 (CCS) 技术带来了新的希望。这项突破性研究揭示了焦碳酸酯(carbonic ester) 作为关键反应中间体在该过程中的作用，为未来CCS技术的创新提供了坚实的基础。
全球气候变化日益严峻，减少大气中二氧化碳浓度已成为迫在眉睫的任务。碳捕捉与封存技术，即从工业排放源或大气中捕获二氧化碳，并将其安全地储存起来，被认为是应对气候变化的重要战略之一。然而，现有的CCS技术存在效率低、成本高以及储存安全等诸多挑战。因此，寻找更高效、更经济、更安全的碳捕捉方法一直是科学家们努力的方向。
超临界水，是指在特定高温高压条件下（临界温度374.15℃，临界压力22.06 MPa）的水，它拥有许多独特的物理化学性质，例如显著增强的溶解能力，这使得它成为一种极具潜力的二氧化碳溶解介质。然而，二氧化碳在超临界水中的反应机制极其复杂，一直是研究领域的难点。
长期以来，研究人员对二氧化碳在超临界水中的反应路径缺乏清晰的认识。虽然已知超临界水可以溶解大量的二氧化碳，但其背后的具体机制仍然难以捉摸。这主要是因为在反应过程中存在许多短暂存在的中间体，难以被直接观测和鉴定。其中，焦碳酸酯作为一种不稳定的中间体，其在反应中的作用长期以来被忽视。这是由于焦碳酸酯在水溶液中极不稳定，极易迅速分解，使得对其进行研究和分析变得异常困难。
这项最新研究克服了这一技术难题，成功地识别并表征了焦碳酸酯作为二氧化碳与超临界水反应的关键中间体。研究人员利用先进的实验技术和理论计算方法，深入探究了二氧化碳在超临界水中的反应路径，最终揭示了焦碳酸酯在促进二氧化碳溶解过程中的重要作用。
研究发现，二氧化碳在超临界水中溶解的过程并非简单的物理溶解，而是一个复杂的化学反应过程。焦碳酸酯作为反应中间体，在连接二氧化碳和水分子之间起到了桥梁作用，促进了二氧化碳在超临界水中的溶解和转化。这一发现为理解二氧化碳在超临界水中的反应机制提供了全新的视角，也为开发新型碳捕捉技术提供了新的思路。
这项研究成果的意义不仅在于揭示了二氧化碳在超临界水中的反应机制，更重要的是为开发更高效的碳捕捉技术提供了理论基础。通过深入了解焦碳酸酯在反应中的作用，研究人员可以设计出更有效的催化剂和反应器，从而提高二氧化碳的捕捉效率，降低CCS技术的成本。
目前，全球都在积极探索应对气候变化的有效途径。这项研究成果为碳捕捉与封存领域带来了新的希望，有望推动该技术的进一步发展和应用，为缓解全球变暖贡献力量。这项研究不仅对科学界具有重要的理论意义，也对工程技术领域具有重要的实际应用价值，为未来开发更环保、更经济的碳减排技术提供了新的方向。 研究人员表示，基于这项发现，未来有望开发出基于超临界水的新型碳捕捉技术，为全球应对气候变化提供更有效的解决方案，为构建低碳社会贡献力量。该研究的突破性进展，将推动碳捕捉与封存技术的持续创新，并为实现全球气候目标提供重要的科技支撑。 这项研究的成功，也体现了国际科技合作在应对全球性挑战中的重要作用。
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