溫室效應(yīng)是人類(lèi)共同面臨的巨大挑戰(zhàn)，“減少二氧化碳排放”是一個(gè)交織著國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和技術(shù)等方面因素的復(fù)雜問(wèn)題。從科學(xué)的角度說(shuō)，如果能夠把二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，那么這個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題也就迎刃而解。
有機(jī)物燃燒產(chǎn)生水和二氧化碳。這也就意味著，水和二氧化碳有著比有機(jī)物更低的能量狀態(tài)。要想把二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，就需要外加能量，并且還要克服有機(jī)物和二氧化碳之間巨大的“能量壁壘”。而“外加能量”本身，又可能是需要增加碳排放的過(guò)程。
事情似乎陷入死循環(huán)。
不過(guò)科學(xué)家們并沒(méi)有停止努力——這畢竟在理論上是可行。比如，綠色植物吸收了二氧化碳，就把它轉(zhuǎn)化成了糖以及淀粉等有機(jī)物，釋放出氧氣。
這就是植物的“光合作用”。
在工廠(chǎng)里，能夠直接實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的反應(yīng)目標(biāo)嗎？
科學(xué)家么已經(jīng)努力了幾十年。通過(guò)電化學(xué)輸入能量，通過(guò)金、銀、銅、珀、鐵、錫等金屬為基礎(chǔ)的催化劑，科學(xué)家們能夠在實(shí)驗(yàn)室里把二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷、乙烯、乙烷、甲酸等有機(jī)物。但是，對(duì)于任何比甲烷更為復(fù)雜的有機(jī)物，反應(yīng)的效率和選擇性都很低，也就沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
一項(xiàng)技術(shù)突破出現(xiàn)在2016年。美國(guó)美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在ChemistrySelect上發(fā)表了一篇論文，報(bào)道了一種銅納米顆粒與石墨烯電極結(jié)合的催化劑，能夠高效地把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成酒精。
除了這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)際上還有很多機(jī)構(gòu)也在進(jìn)行類(lèi)似研究。比如荷蘭，也有科學(xué)家直接從二氧化碳來(lái)生產(chǎn)啤酒。
耶魯大學(xué)有個(gè)叫斯塔福德·希恩（Stafford Sheehan）的博士，也在從事這個(gè)領(lǐng)域的研究。2016年，他遇到了一個(gè)叫做格雷戈里·康斯坦?。℅regory Constantine）的人，一拍即合，建立了一個(gè)創(chuàng)業(yè)公司叫做“空氣”（Air Co.），開(kāi)發(fā)從空氣中直接生產(chǎn)伏特加。
他們的技術(shù)路線(xiàn)是：獲取空氣中的二氧化碳，用太陽(yáng)能電解水，讓二氧化碳和氫氣被催化反應(yīng)，生成酒精，而氧氣作為副產(chǎn)物被放掉。這個(gè)過(guò)程，類(lèi)似于綠色植物的光合作用。
水中的酒精含量并不高，他們?cè)儆谜麴s裝置提高酒精濃度，最后得到40度的伏特加。這樣的伏特加沒(méi)有經(jīng)過(guò)發(fā)酵，也就沒(méi)有發(fā)酵中產(chǎn)生的“異味”。他們把這種伏特加送去參加了兩次國(guó)際伏特加盲品比賽，獲得了金獎(jiǎng)。
常規(guī)的伏特加是通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生的。每生產(chǎn)1瓶伏特加，會(huì)產(chǎn)生13磅二氧化碳排放到空氣中。而他們的這種“憑空生產(chǎn)”的工藝，則是每瓶消耗1磅二氧化碳。這大致相當(dāng)于8棵樹(shù)一天吸收的二氧化碳。當(dāng)然，在電解水、把二氧化碳轉(zhuǎn)化成酒精以及蒸餾的鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)，又會(huì)產(chǎn)生大約0.33磅二氧化碳。所以，總體而言，每生產(chǎn)1瓶伏特加，傳統(tǒng)工藝是產(chǎn)生13磅二氧化碳排放，而這種工藝是消耗0.67磅別人產(chǎn)生的二氧化碳。這樣的生產(chǎn)，被稱(chēng)為“負(fù)碳排”。
2019年11月，他們的伏特加在紐約的一些地方上市了。一瓶750毫升的40度伏特加，售價(jià)65美元。對(duì)于習(xí)慣了“好酒必然高價(jià)”的中國(guó)人，這個(gè)價(jià)格大概只能算是“中檔酒”，不過(guò)在美國(guó)，這個(gè)價(jià)格就相當(dāng)高了——傳統(tǒng)發(fā)酵生產(chǎn)的類(lèi)似伏特加，價(jià)格通常是20美元。所以，他們的產(chǎn)品，需要用“更加環(huán)保”“有利于地球可持續(xù)”來(lái)加持，才能銷(xiāo)得出去。
除了伏特加，酒精還可以用來(lái)生產(chǎn)別的產(chǎn)品。目前紐約疫情嚴(yán)重，他們也就轉(zhuǎn)型生產(chǎn)了消毒用品了。這個(gè)9個(gè)人的公司，每周能夠生產(chǎn)出2000瓶消毒液——雖然不多，但這畢竟是“最環(huán)保”的酒精生產(chǎn)方式。假以時(shí)日，當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大，或許能夠成為“減排”的一項(xiàng)王者技術(shù)？
