张 杰，郭 伟，张 博，张榕江，杨伯伦，吴志强

(西安交通大学 化学工程与技术学院 陕西省能源化工过程强化重点实验室，陕西 西安 710049)

0 引 言

在过去半个多世纪里，人类活动导致全球CO2排放量逐年增加。大气中CO2浓度由1960年的310×10-6左右增加到2019年的410×10-6，每年全球CO2排放量超过350亿t[1-2]。作为温室气体的主要成分，CO2排放量增多加剧了全球变暖。据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)的评估报告显示，相比于前工业化时期，全球平均温度上升了0.8～1.2 ℃，如果继续按照目前的增温速度不加以控制，2030—2052年全球平均温度可能提升1.5 ℃[3]。全球温度上升导致大量冰川融化加快、海平面升高、生态环境发生变化[4]。因此，通过CO2减排等碳中和技术来延缓全球变暖越来越受重视[5-6]。

为了实现碳负排放，生物质能源和CO2捕获及储存技术愈发受到重视。空气中直接捕集CO2(Direct air capture,DAC)是一种通过工程系统从环境空气中去除CO2的技术，该技术可有效降低大气中CO2浓度[2]。本文将在介绍DAC工艺的基础上，重点分析DAC关键材料、主要设备以及DAC技术经济可行性的研究现状，并对其未来发展趋势进行展望。

1 DAC发展历史

1.1 现行CO2减排方法及挑战

自然界主要通过生物圈和海水2种方式对CO2进行吸收。生物圈中植物利用太阳能将水和CO2转变为含碳有机物和氧气来维持大气中的碳-氧平衡[7]；海水中CO2分压低于大气中CO2分压时，海水会吸收CO2[8]。人类活动排放的CO2处在大气、海洋、生物圈这一自然碳循环之上，每年海洋和生物圈吸收的CO2约占人类排放总量的45%[9]。但自然界吸收CO2已经不能满足CO2减排的需求，所以逐渐发展出工业化减排CO2的方法。……