化石燃料燃烧后捕获CO2需要从局部排放源中去除CO2，还需要对捕获系统进行再生和再循环。捕获阶段的主要挑战跨越了材料设计与开发，到工艺工程等多个阶段。烟气中的CO2浓度较低，主要与水和酸性气体一起在N2中稀释。尽管该方法用于CO2去除是有效的，但其再生是能源密集型的，可能会导致化学分解。

阿尔伯塔大学工程系的研究人员开发了一种新的碳捕获材料，可以比现有工艺更有效地从工业排放物中提取二氧化碳。该材料名为 Calgary Framework-20 (CALF-20)。

Calgary Framework-20 (CALF-20) 即一种对CO2具有高吸附容量和选择性的MOF；其选择性可以超过N2，以捕获湿气中的CO2。即便在蒸汽、湿酸性气体，甚至长时间暴露于天然气燃烧产生的直接烟气中，CALF-20都具有杰出的耐久性和稳定性。

研究发现，CALF-20 可以通过一步法合成，因此在商业角度上是可以实现规模化应用的。模拟表明，虽然CALF-20具有高度耐水性，但同时也表现出高CO2亲合性。作者对CALF-20进行了结构设计，并在湿气流中进行了竞争性实验，实验结果与纯组分等温线、吸附热和分子模拟结果一致。

测试表明，所制备出的CALF-20不仅可以物理吸附高达或超过40%相对湿度的CO2，而且CO2的存在实际上可以抑制水的吸附。最后，作者介绍了工业试验基MOF耐久性和CO2捕获数据。

一克 CALF-20 的表面积超过 500 平方米，这意味着 CALF-20 材料可以装在一个柱子中并固定在烟囱的末端，在那里 CALF-20 就像一个催化转化器一样工作。

传统上 Calgary Framework 有两个明显的缺点，通常在水或其他杂质存在的情况下不起作用，即使是微量的副产物，如二氧化硫和一氧化二氮，也会破坏它们的碳捕获能力。

CALF-20 克服了水的影响，因为它能够处理水。这消除了在过滤之前干燥二氧化碳气体的需要，因此减少了能源使用。

研究小组还提出了一种工艺，使 CALF-20 能够在存在二氧化碳以外的排放物的情况下工作。例如，在排放物由氮和二氧化碳组成的地方，该团队在大学的新闻网站上解释说，氮首先出来，而二氧化碳则留在后面附着在材料上。为了使 CO2 继续移动以便材料可以重复使用，要么降低塔中的压力并将浓缩的 CO2 抽真空，要么使用废热或蒸汽加热系统。

2020 年，全球至少有 26 个商业规模的碳捕集项目在运行，还有 34 个正在开发中。包括使用捕获的碳生产车辆燃料的设施，以及将捕获的碳转化为石头的工艺。

CALF-20 的一大优势是它可以在实际条件下工作数千小时。浓缩的二氧化碳可以被压缩并储存在地质构造中或转化为甲醇等。

CALF-20 的生产已经扩大到数公斤规模，并且已经开发出一种工业化量产的工艺。CALF-20 目前正在 Svante 水泥厂以每天一吨的产能进行测试。阿尔伯塔省每年已经封存了大约 300 万吨二氧化碳，该省希望 CALF-20 能够帮助其成为封存技术的世界领导者。