瑞士清洁科技公司Divea研发石墨烯过滤器，从工业废气中分离捕获二氧化碳 | 瑞士创新100强

瑞士清洁科技公司Divea成立于 2024 年，公司致力于研发石墨烯过滤器。该过滤器由石墨烯材料制成，表面具有与二氧化碳大小类似的孔洞，可实现二氧化碳与工业废气中其他气体的分离与捕获，适用于钢铁、水泥等二氧化碳重排放行业。

Divea是洛桑联邦理工学院的衍生公司，由Karl Khalil、Mojtaba Chevalier与Kumar Agrawal共同创立。Karl Khalil为公司首席执行官；Mojtaba Chevalier为公司首席技术官，拥有洛桑联邦理工学院博士学位；Kumar Agrawal为公司科学顾问，目前担任洛桑联邦理工学院副教授。

图源Venture Kick

水泥、钢铁和化工等行业产生的二氧化碳约占全球二氧化碳排放量的34%，这些工业部门的碳排放极难控制。除业务耗能极大以外，其工艺本身，如水泥熟料煅烧过程，也会释放大量二氧化碳。目前多数工厂主要使用胺液等溶剂吸收二氧化碳，但问题在于，从工业排放的废气中捕获二氧化碳的成本一直居高不下。造成这种情况的主要原因是工业废气中并非只含有二氧化碳，而是同时包含氮气和其他各类气体，因此，基于当前技术从废气中单独提取二氧化碳还需要消耗额外的能源和费用成本等。

图源Divea

Divea基于石墨烯材料研制出了新型的二氧化碳过滤器，该过滤器通过在石墨烯的单原子层上制造出二氧化碳大小的孔洞，可将二氧化碳从工业废气的混合气体中直接分离出来，使钢铁、水泥、金属和天然气等高二氧化碳排放行业的碳捕获在经济上可行。与现有技术相比，Divea的过滤器成本更低、能效更高。

Divea的技术基于Kumar Agrawal在 Science Advances 上发表的题为《毫秒级晶格气化用于单层石墨烯中高密度筛分纳米孔》的论文成果，即通过毫秒级晶格气化和空位缺陷技术，在单层石墨烯中蚀刻具有亚埃精度的高密度纳米孔。

在制备工艺上，Divea首先合成石墨烯，随后在其表面制造出与二氧化碳分子大小相仿的微小孔洞。这些孔洞的功能与筛子类似，只允许二氧化碳分子通过，同时阻挡氮气等其他比二氧化碳分子大的气体，从而实现与其他分子的分离。最后，Divea将多孔石墨烯膜卷成卷，并将其安装在工业排放源现场的装置内。该装置与烟气连接，可直接去除其中的二氧化碳，被吸收的二氧化碳则会被永久储存或用于生产其他衍生产品。基于多年积累，Divea已具备世界领先的专业技术与各个合成步骤的专利。

Divea制备的石墨烯膜具备多种优势。由于其突破性的性能，石墨烯膜可以显著减少企业的能源消耗与费用支出，为铝等低浓度流体冶炼厂提供了经济可行的碳减排解决方案。同时，该石墨烯膜仅需电能即可运行，无需加热，且不使用溶剂，避免了溶剂挥发到大气中造成环境污染问题，也进一步拓宽了技术应用领域。且该石墨烯膜结构紧凑，易于安装，可实现模块化装配，在海上石油平台等空间有限的场所也可进行碳捕获。

Divea已成为洛桑联邦理工学院CCUS示范项目的工业伙伴之一，双方正合作推进高性能石墨烯膜的规模化与商业化，并计划在2032年前建设全规模碳捕集工厂。