在應(yīng)對(duì)全球氣候變化及各國日益嚴(yán)格的碳減排法規(guī)背景下，工業(yè)領(lǐng)域的二氧化碳（CO2）捕集技術(shù)正成為企業(yè)履行環(huán)境責(zé)任的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近日，日本神戶制鋼所、Atomis以及長瀨產(chǎn)業(yè)三家企業(yè)聯(lián)合宣布，成功完成了基于多孔性金屬有機(jī)框架材料（MOF）的新一代CO2回收裝置“MOF-PSA”的日產(chǎn)量30公斤規(guī)模實(shí)證試驗(yàn)。這一成果不僅驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性，更標(biāo)志著日本在面向產(chǎn)業(yè)實(shí)際應(yīng)用的碳捕集技術(shù)規(guī)?；M(jìn)程中邁出了實(shí)質(zhì)性一步。

此次實(shí)證的核心在于對(duì)“多孔性金屬有機(jī)框架（MOF）”材料的創(chuàng)新應(yīng)用。MOF是一種由金屬離子與有機(jī)配體構(gòu)成的多孔性材料，因其極高的比表面積和可調(diào)控的孔徑結(jié)構(gòu)，在氣體分離領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。值得注意的是，MOF技術(shù)正是2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的重要研究對(duì)象之一，這為其技術(shù)先進(jìn)性提供了背書。三家公司利用這一特性開發(fā)的MOF-PSA裝置，旨在解決傳統(tǒng)碳捕集技術(shù)在工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的痛點(diǎn)。

突破傳統(tǒng)吸附劑瓶頸，前處理工序大幅簡化

在傳統(tǒng)的工業(yè)CO2回收?qǐng)鼍爸?，主要采用壓力擺動(dòng)吸附（PSA）技術(shù)。然而，工廠鍋爐或工業(yè)爐排放的煙氣中通常含有大量水蒸氣、氮?dú)庖约癈O2。若使用如沸石等傳統(tǒng)無機(jī)吸附劑，由于其對(duì)水分敏感，必須配備復(fù)雜且龐大的前處理脫水設(shè)備。這不僅導(dǎo)致整體裝置體積龐大，占用寶貴的工廠空間，還因額外的干燥過程增加了能源消耗和運(yùn)營成本。

相比之下，MOF材料具有優(yōu)異的選擇性吸附能力，能夠直接從含有水分的煙氣中高效捕獲CO2，無需繁瑣的前置脫水步驟。神戶制鋼所等三方指出，這一技術(shù)突破使得設(shè)備得以顯著小型化，同時(shí)降低了運(yùn)行能耗。此外，該技術(shù)對(duì)低濃度CO2排放源同樣適用，這意味著其適用范圍不再局限于高純度排放點(diǎn)，而是可以廣泛部署于各類不同類型的工廠設(shè)施中。

從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，構(gòu)建國內(nèi)資源循環(huán)體系

本次實(shí)證試驗(yàn)于2025年11月在神戶制鋼所與高砂制作所共同運(yùn)營的“TAKASAGO GX Try Field”（位于兵庫縣高砂市）展開。試驗(yàn)對(duì)象為城市燃?xì)馊紵a(chǎn)生的煙氣，重點(diǎn)驗(yàn)證了裝置能否達(dá)到預(yù)期的CO2純度與回收量指標(biāo)。結(jié)果顯示，該裝置成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，證明了MOF-PSA技術(shù)在真實(shí)工業(yè)環(huán)境中的有效性。

根據(jù)規(guī)劃，三家公司將在2026年度啟動(dòng)邁向噸級(jí)（MT規(guī)模）實(shí)證試驗(yàn)的討論與協(xié)議工作。這是日本首次嘗試將基于MOF的CO2回收技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室階段推進(jìn)至實(shí)用化規(guī)模的產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證。除了環(huán)保效益，該項(xiàng)目還著眼于經(jīng)濟(jì)價(jià)值的挖掘：回收的高純度CO2可用于制造干冰或作為工業(yè)原料，從而減少對(duì)進(jìn)口CO2的依賴，構(gòu)建國內(nèi)資源循環(huán)體系。

隨著日本企業(yè)Scope 1（直接排放）減排壓力的增大，市場(chǎng)對(duì)緊湊、高效且易于部署的碳捕集解決方案需求激增。MOF技術(shù)的成功實(shí)證，為那些受限于空間或預(yù)算難以實(shí)施大型碳捕集設(shè)施的中小企業(yè)提供了新的選擇。未來，隨著噸級(jí)實(shí)證的推進(jìn)及成本優(yōu)化，該技術(shù)有望在日本制造業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。

對(duì)于中國制造業(yè)而言，這一進(jìn)展具有顯著的借鑒意義。當(dāng)前，中國眾多傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)正面臨嚴(yán)峻的低碳改造壓力，但往往受制于場(chǎng)地限制和高昂的初期投入。日本此次通過材料創(chuàng)新（MOF）實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化和流程簡化的路徑，提示中國企業(yè)應(yīng)更加關(guān)注前沿吸附材料的研發(fā)與應(yīng)用。在“雙碳”目標(biāo)下，開發(fā)適用于分散式、低濃度排放源的模塊化碳捕集技術(shù)，將是提升工業(yè)脫碳效率、降低合規(guī)成本的關(guān)鍵突破口。