瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科研团队在碳捕获技术领域取得重要突破。由库马尔·阿格拉瓦尔教授领导的研究小组成功开发出一种创新的可扩展石墨烯膜制备技术，相关研究成果已发表在权威期刊《自然化学工程》上。这项技术突破有望显著降低工业碳捕获成本，为应对气候变化提供新的技术方案。

石墨烯膜因其独特的物理特性，长期以来被视为气体分离领域的理想材料。研究团队通过改进传统制备工艺，在三个方面实现了重要突破：首先，他们开发出在低成本铜箔基底上生长高质量石墨烯的新方法;其次，采用精确控制的臭氧蚀刻技术，在石墨烯表面形成均匀分布的纳米级孔隙;第三，创新性地改进了石墨烯转移工艺，大幅降低了生产过程中的破损率。

"我们的技术首次实现了50平方厘米大面积石墨烯膜的可靠制备，"阿格拉瓦尔教授介绍道，"这标志着石墨烯膜从实验室研究向工业应用迈出了关键一步。"实验数据显示，新型石墨烯膜的二氧化碳选择性达到行业领先水平，同时保持优异的气体渗透性能。

与传统碳捕获技术相比，这种基于石墨烯膜的解决方案具有显著优势。目前工业主流的化学吸收法需要大量热能输入，而石墨烯膜仅需压力差驱动即可实现高效分离，能耗可降低60%以上。研究团队通过计算机流体动力学模拟，进一步优化了膜结构设计，使气体分离效率提升约35%。

这项技术的另一重要突破在于解决了石墨烯膜规模化生产的瓶颈问题。传统的转移工艺容易导致膜结构破损，而EPFL团队开发的"原位转移"技术成功将生产良品率提升至95%以上。此外，研究人员还建立了一套完整的质量控制体系，确保大规模生产时膜性能的稳定性。

从应用前景来看，这项技术不仅适用于燃煤电厂、钢铁厂等工业源的碳捕获，还可拓展至多个重要领域：在能源领域可用于天然气净化和氢气提纯;在医疗领域可应用于医用氧气制备;在化工生产中可以提升多种气体分离过程的效率。EPFL已与多家工业企业展开合作，计划在未来两年内实现该技术的示范应用。

随着全球碳减排压力持续增加，这项突破性技术有望为应对气候变化提供新的解决方案。研究团队表示，下一步将重点优化生产工艺，进一步降低制造成本，推动石墨烯膜技术在工业领域的规模化应用。

更多信息： Jian Hao 等，《可扩展合成二氧化碳选择性多孔单层石墨烯膜》。《自然化学工程》(2025 年)。期刊信息： 《自然化学工程》