CN115803167A - 经由大气碳捕获产生人造金刚石的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

方法的一个变型包括：摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，以便收集第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的杂质；将第一混合物输送通过液化单元以产生第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；将第一烃混合物输送通过被配置成从第一烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二烃、少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。

Description

经由大气碳捕获产生人造金刚石的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年5月6日提交的美国临时申请第63/020,980号的权益，该美国临时申请通过引用以其整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及金刚石合成的领域，并且更具体地涉及在金刚石合成的领域中用于将大气碳转化为金刚石的新的且有用的方法。
附图简述
图1是方法的流程图表示；
图2是方法的一个变型的流程图表示；
图3是方法的一个变型的流程图表示；
图4是方法的一个变型的流程图表示；
图5A和图5B是方法的一个变型的流程图表示；以及
图6是方法的一个变型的流程图表示。
实施方案的描述
本发明的实施方案的以下描述并非意图将本发明限于这些实施方案，而是意图使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本文描述的变型、配置、实施方式、示例性实施方式和实例是任选的，并且不排除它们描述的变型、配置、实施方式、示例性实施方式和实例。本文描述的发明可以包括这些变型、配置、实施方式、示例性实施方式和实例的任何组合和所有组合。
1.方法
如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，以便从空气样品中收集第一混合物(例如，低纯度的二氧化碳混合物)，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质(nitrogen)的杂质；在方框S111中，将第一混合物储存在与目标位置相关联的第一容器中；在方框S120中，将第一混合物输送通过加压单元以促进第一混合物的液化，以产生第一排气流和第二混合物(例如，高纯度的二氧化碳混合物)，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质流(stream of hydrogen)混合以产生第一烃混合物(例如，低纯度的烃前体)，所述第一烃混合物包含烃(例如，甲烷)和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质(hydrogen)的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从第一烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二排气流和第二烃混合物(例如，高纯度的烃前体)，所述第二排气流包含杂质，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，经由化学气相沉积将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶(diamond seed)的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。
在一个变型中，如图3-图6中示出的，方法S100还包括：在方框S160中，产生电子样本文件(electronic sample file)；在方框S162中，将目标位置的位置标识符(locationidentifier)写入电子样本文件；以及在方框S170中，将布置在第一容器上的第一标识符写入电子样本文件。在另一个变型中，如图3中示出的，方法S100还包括：在方框S131中，将第二烃混合物储存在与目标位置相关联的第二容器中；以及在方框S172中，将布置在第二容器上的第二标识符与电子样本文件相关联。
在一个变型中，如图3-图6中示出的，方法S100还包括：在方框S164中，将对应于空气捕获期的时间戳写入电子样本文件；以及在方框S166中，将对应于空气样品的第一源的源标识符写入电子样本文件。
在另一个变型中，方法S100还包括：访问分配至第一组金刚石中的第一金刚石的第一金刚石标识符；以及在方框S168中，将第一金刚石标识符写入电子样本文件。在该变型中，方法S100还可以包括，在方框S180中，使第一金刚石雕刻有第一金刚石标识符。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，以便从空气样品中收集第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；在方框S120中，将第一混合物输送通过加压单元以促进第一混合物的液化以产生第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括二氧化碳和含氢物质的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从第一烃混合物中分离杂质的分离单元以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。在该变型中，方法S100还包括：经由计算机系统，在方框S160中，产生空气样品的电子样本文件；在方框S162中，将目标位置的位置标识符写入电子样本文件；以及在方框S168中，将对应于第一组金刚石中的第一金刚石的金刚石标识符写入电子样本文件。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入在空气捕获期期间收集的空气样品，以便从空气样品中提取第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；在方框S120中，将第一混合物输送通过处于第一温度范围内的温度的加压单元以促进第一混合物的液化，以产生第一排气流和第二混合物，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从所述烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二排气流和第二烃混合物，所述第二排气流包含杂质，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，经由化学气相沉积将最终的烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入从第一空气样品中提取的第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；在方框S120中，将第一混合物输送通过处于第一温度范围内的温度的加压单元以促进第一混合物的液化，以产生第一排气流和第二混合物，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，经由化学气相沉积将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入在空气捕获期期间收集的第一空气样品，以提取第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；在方框S120中，将第一混合物输送通过被配置成从第一混合物中去除杂质的第一液化单元，以产生第一排气流和第二混合物，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从所述第二烃混合物中去除杂质的第二液化单元，以产生第二排气流和第二烃混合物，所述第二排气流包含杂质，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，经由化学气相沉积将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，方法S100包括：在方框S110中，摄入在空气捕获期期间收集的第一空气样品，以提取第一二氧化碳混合物，所述第一二氧化碳混合物包含第一浓度的包括含氮物质的杂质；在方框S120中，将第一二氧化碳混合物转移到被配置成从第一二氧化碳混合物中去除杂质的液化单元中，以产生第一排气流和第二二氧化碳混合物，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质，所述第二二氧化碳混合物包含少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S130中，在甲烷化反应器中，将第二二氧化碳混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含第三浓度的包括二氧化碳、含氢物质和水的杂质；在方框S140中，将第一烃混合物输送通过被配置成从第一烃混合物中捕获包括含氢物质和二氧化碳的杂质的一组过滤器以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及在方框S150中，经由化学气相沉积将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中以产生第一组金刚石。
在一个变型中，如图1-图6中示出的，用于产生金刚石的方法S100包括：在方框S110中，从空气源中提取二氧化碳和杂质的第一气体混合物，所述气体混合物表现出第一浓度的二氧化碳和第一浓度的杂质；在方框S120中，经由液化将第一气体混合物冷凝以产生二氧化碳和杂质的液体混合物，所述液体混合物表现出多于第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；在方框S122中，经由膨胀器(expander)将液体混合物转化为第二气体混合物；在方框S130中，在第一反应器中，在存在催化剂的情况下将第二气体混合物暴露于含氢物质流，以经由第二气体混合物的甲烷化产生烃前体，所述烃前体表现出第一浓度的甲烷、第三浓度的二氧化碳和第三浓度的杂质；以及在方框S150中，在设置温度在金刚石反应器中，经由化学气相沉积将烃前体暴露于金刚石籽晶以产生金刚石。
方法S100的一个变型还包括：在方框S140中，在金刚石反应器中将烃前体暴露于金刚石籽晶之前，经由液化将烃前体冷凝，以将由烃前体表现出的第一浓度的甲烷增加至第二浓度的甲烷，并且将第三浓度的杂质减少至第四浓度的杂质；在方框S146中，经由膨胀器将烃前体从液态转化为气态；以及在方框S136中，经由吸收将烃前体纯化，以将由烃前体表现出的第二浓度的甲烷增加至第三浓度的甲烷，并且将第四浓度的杂质减少至第五浓度的杂质。
在一个变型中，方法S100还包括：在方框S124中，在第一反应器中第二气体混合物的甲烷化之前，经由吸收清洁第二气体混合物以减少由第二气体混合物表现出的第二浓度的杂质并且增加第二浓度的二氧化碳。
2.应用
通常，如图1和图2中示出的，可以执行方法S100，以便：从空气源(例如，建筑物内的再循环的空气、室外空气、空气污染物、人类呼吸的空气(human breath))中直接捕获二氧化碳和空气中发现的其他组分(例如，含氮物质、氩气等)的气体混合物；根据多种化学技术和/或与另外的组分组合，加工二氧化碳和其他组分的这种气体混合物，以形成烃前体；并且进一步使这种烃前体反应以形成金刚石产物(例如，珠宝级金刚石)。特别地，方法S100包括：在已知位置、在已知时间和/或在已知人员附近经由直接空气捕获(例如，经由胺过滤)收获低纯度的二氧化碳混合物；经由甲烷化工艺将该低纯度的混合物转化为高纯度的烃前体；以及在金刚石反应器(例如，化学气相沉积反应器)内由该高纯度的烃前体产生金刚石晶体，以产生与已知位置、已知时间和/或已知人员相关联的伦理来源的(ethically-sourced)、实验室生长的、碳负性、珠宝级金刚石。例如，可以执行方法S100以从大气空气中提取二氧化碳混合物，并且经由碳负性工艺由该二氧化碳混合物产生用于珠宝的足够品质(例如，尺寸、切割、颜色等)的金刚石(例如，IIA型金刚石)。
用于产生实验室生长的金刚石的传统工艺包括经由采矿直接从地下获取烃(例如，化石燃料)，导致产生污染、释放温室气体以及矿物废物和水废物。相反地，方法S100实施从空气中直接捕获气体二氧化碳混合物，并且将该混合物转化为用于金刚石生产的烃前体。例如，可以执行方法S100的方框，以便：直接从环境空气(例如，世界上任何地方)中捕获气体二氧化碳混合物；将该气体二氧化碳混合物转化为烃前体；并且然后将该烃前体转化为金刚石，从而既去除空气中的二氧化碳废物，又由环境空气中过量的二氧化碳产生有价值的次级产物。
此外，通过实施直接空气捕获，方法S100可以从在特定位置或重要地点(例如，对于金刚石所有者)捕获的空气中提取二氧化碳，使得由该二氧化碳产生的金刚石可以与特定位置或地点相关联。例如，根据方法S100的方框，可以将移动碳捕获装置部署到特定位置，诸如个人最喜欢的度假城市、家乡、求婚地点或蜜月地点或者体育赛事、政治集会或公司活动的位置，以从在该特定位置捕获的空气中提取二氧化碳。然后可以根据下文描述的方法S100的后续方框进一步加工该二氧化碳，以由该二氧化碳产生金刚石。
特别地，一旦从空气中捕获，低纯度的气体二氧化碳混合物可以经由液化被纯化以产生高纯度的液体二氧化碳混合物，该高纯度的液体二氧化碳混合物可以被进一步纯化和/或过滤以便达到阈值二氧化碳浓度。一旦高纯度的液体二氧化碳混合物达到阈值二氧化碳浓度，该高纯度的液体混合物可以被转化为高纯度的气体二氧化碳混合物，然后该高纯度的气体二氧化碳混合物可以根据方法在反应器中在特定温度并且在特定条件下与氢气和/或其他惰性气体反应，以便能够实现和控制气体二氧化碳混合物的甲烷化以形成气体烃混合物(或“烃前体”)。该烃前体可以用作金刚石反应器的输入物(input)，或者可以在产生更高纯度的烃前体之前被进一步纯化，以便降低存在于金刚石反应器中的杂质的浓度。
在一个变型中，为了进一步制备该初始烃前体用于金刚石反应器中的反应，可以进一步纯化初始烃混合物以产生表现出高于甲烷阈值浓度的甲烷浓度(例如，多于96.0％的甲烷，多于99.95％的甲烷，多于99.9995％的甲烷)的较高纯度的烃前体。例如，气体烃混合物可以被液化并且运行通过吸收筒以从混合物中去除含氮物质和其他杂质，并且因此获得甲烷浓度高于甲烷阈值浓度且杂质(例如，含氮物质)浓度低于阈值杂质浓度的烃前体。
一旦满足这些阈值浓度，烃前体在金刚石反应器(例如，化学气相沉积反应器)中在特定温度和压力条件(例如，高温)下反应以产生金刚石晶体。在一个实例中，可以根据方法S100进一步加工从空气中捕获的10kg的二氧化碳，以产生约80克拉的成品金刚石。
然后，可以将根据方法S100如此产生的金刚石与捕获其起源二氧化碳时在移动碳捕获装置附近的特定位置、事件、日期和/或在场人员相关联。例如：金刚石可以被雕刻有唯一的序列号；可以产生指定地理空间位置、日期、附近事件的描述和/或在场人员列表的文件并且将其储存在数据库中；并且该文件可以与该金刚石的唯一序列号相关联，如图3中示出的。
因此，可以执行方法S100以由直接从大气中提取的二氧化碳产生金刚石，由此通过减少大气中的二氧化碳而使环境受益，并且提供经由危险和对环境不友好的做法获得的天然金刚石的替代品。此外，因为这些金刚石是由从在特定位置中、在特定日期和时间、和/或在特定个体或人群附近捕获的空气中提取的二氧化碳产生的，因此这些金刚石：可以与特定位置、时间、日期和人员唯一地相关联，并且因此与个体的故事唯一地相关联；并且由此可以获得对于所有者和佩戴者更大的相关性和重要性(例如，相比开采的金刚石)。
3.“清洁”金刚石生产
可以执行方法S100以由从空气中捕获的碳产生“实验室生长的”金刚石。通过从空气中捕获的大气二氧化碳中提取碳，方法S100能够实现经由碳负性工艺的金刚石生产。另外，最初从大气中捕获二氧化碳可能消除或抵消在执行方法S100期间发生的化学过程期间产生的所有碳排放或碳排放的一部分，由此能够实现碳中性或碳负性工艺。
此外，可以经由从可再生电源收获的电力来执行方法S100。例如，方法包括经由化学气相沉积使烃前体反应以产生金刚石晶体。如图2中示出的，在方框S150中为化学气相沉积反应提供动力所需要的电可以从可持续的电源诸如风能、太阳能或地热能收获。在一个实例中，电力从垃圾填埋气体(landfill gas)中收获。在另一个实例中，电力从沼气中收获(例如，从农场废物中收获)。另外，电力可以在该工艺内再循环，诸如通过收集低纯度的烃前体混合物和/或高纯度的烃前体混合物的一部分来为一组发电机提供动力。通过这些发电机产生的电力，与通过可持续的电源(例如，风能电源)产生的电力组合，可以被收获来为金刚石反应器提供动力。此外，由发电机或可持续的电源产生的任何过量的电力都可以返回电网，并且被再循环用于未来的电力收获。
类似地，方法S100可以实施不产生水废物并且在闭环工艺内使蒸汽和冷却水再循环的闭环工艺。
4.空气捕获
方法S100的方框S110叙述了摄入从第一空气样品中提取(例如，经由胺过滤)的第一混合物(例如，低纯度的二氧化碳混合物)，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质。在一个变型中，方法的方框S110叙述了：从空气源中提取二氧化碳和杂质的气体混合物(例如，经由胺过滤)，所述气体混合物表现出第一浓度的二氧化碳和第一浓度的杂质。所得到的气体混合物(即，第一混合物)是低纯度的二氧化碳的气体混合物(例如，少于80.0％的二氧化碳)。该低纯度的二氧化碳混合物还包含一定浓度的在空气中发现的杂质，诸如含氮物质、氩气和其他气体。
在一种实施方式中，经由胺过滤从大气空气中提取低纯度的气体二氧化碳混合物。特别地，在该实施方式中，可以在空气捕获期期间收集包含第一浓度的二氧化碳的空气样品。然后可以经由过滤(例如，胺过滤)从第一空气样品中提取一定量的二氧化碳。然后，该一定量的二氧化碳可以在室中被加热，以产生包含多于第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳的二氧化碳混合物。然后，该二氧化碳混合物可以被储存在容器中以便进一步加工(例如，在第二位置处)。例如，空气可以被吸入储器中(例如，在碳捕获装置内)，该储器限定空气进入储器的开口。储器可以包括过滤器，该过滤器被布置在开口内并且被配置成收集流过开口的空气中的二氧化碳分子，同时使空气中的其他颗粒能够自由流过。一旦过滤器被二氧化碳饱和，过滤器可以被加热(例如，加热至在95摄氏度和120摄氏度之间的温度)以从过滤器中提取二氧化碳气体。在加热过滤器时，气体二氧化碳混合物从过滤器中释放。然后该气体二氧化碳混合物可以被收集和储存(例如，在容器中)。之后，气体二氧化碳混合物(例如，储存在容器中)可以被摄入以便进一步加工。
在一种实施方式中，经由胺过滤的直接空气捕获得到低纯度的气体二氧化碳混合物，该低纯度的气体二氧化碳混合物表现出在70％和85％之间的二氧化碳浓度。低纯度的气体二氧化碳混合物表现出在15％和30％之间的杂质浓度，该杂质浓度包括一定浓度的含氮物质(例如，以NX化合物诸如氮氧化物和/或氨的形式)。然而，含氮物质如果存在于金刚石反应器中，则可能对金刚石晶体生长是有毒性的。因此，该初始低纯度的气体二氧化碳混合物可以被进一步处理，以增加二氧化碳的浓度并且降低混合物中杂质的浓度。特别地，可以经由液化技术将低纯度的气体二氧化碳混合物纯化以降低二氧化碳混合物中含氮物质(例如，以NX化合物)的浓度。
在一种实施方式中，移动碳捕获装置可以被部署到多种位置以从大气空气中捕获这种气体二氧化碳混合物。移动碳捕获装置可以包括用于提取低纯度的二氧化碳混合物的过滤装置和用于储存二氧化碳混合物的罐。例如，移动碳捕获装置可以被部署到特定区域，并且以目标速率(例如，10kg/天、100kg/天、1000kg/天)提取二氧化碳。因此，移动碳捕获装置既可以捕获空气，又可以过滤空气，以分离和储存低纯度的二氧化碳混合物。
在另一种实施方式中，碳捕获装置位于固定的位置。在一个实例中，碳捕获装置可以被安装至建筑物或结构体(例如，实验室，发电厂)。根据方法S100，固定的碳捕获装置可以收集和储存低纯度的气体二氧化碳，该低纯度的气体二氧化碳可以被回收用于进一步加工。
5.二氧化碳纯化
方法S100的方框S120叙述了：将第一混合物(例如，低纯度的二氧化碳混合物)输送通过处于第一温度范围内的温度的加压单元(例如，液化单元)，以促进第一混合物的液化以产生包括含氮物质的杂质的第一排气流、和第二混合物(例如，高纯度的二氧化碳混合物)，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一混合物中第一浓度的杂质的第二浓度的杂质。
在一个变型中，方法S100的方框S120叙述了：经由液化将气体二氧化碳混合物(例如，低纯度的二氧化碳混合物)冷凝以产生二氧化碳和杂质的液体混合物，所述液体混合物表现出多于第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质。在该步骤中，低纯度的气体二氧化碳混合物在低温和在施加的压力的情况下被液化，以产生较高纯度的液体混合物。所得到的较高纯度的二氧化碳液体混合物表现出比输入的气体二氧化碳混合物更高的二氧化碳浓度和更低的杂质(例如，含氮物质)浓度。
液化工艺包括使低纯度的二氧化碳混合物(例如，在储存杜瓦容器(storageDewar)内)经受低于二氧化碳的临界温度的温度(例如，低于31摄氏度)和低于二氧化碳的临界压力的压力(例如，低于73巴)。在一种实施方式中，将低纯度的气体二氧化碳混合物转移至低温储存杜瓦容器(例如，容量在50L和100L之间)并且保持在约-20摄氏度(±1摄氏度)的温度和约20巴(±1巴)的压力。在这些条件下，低纯度的气体二氧化碳混合物可以被液化并且被收集用于进一步加工，同时存在于混合物中的其他气体(例如，含氢物质、含氮物质)不液化并且减少。
一旦低纯度的气体二氧化碳混合物的液化完成，所得到的液体二氧化碳混合物表现出比初始低纯度的气体二氧化碳混合物更高的二氧化碳浓度。在一种实施方式中，液体混合物表现出大于95.0％的二氧化碳浓度和小于5％的杂质(例如，含氢物质、微量的含氮物质)的浓度。例如，表现出70％的二氧化碳的第一浓度和30％的杂质的第一浓度的低纯度的气体二氧化碳混合物可以在储存杜瓦容器中液化，以产生表现出在98％和99.5％之间的二氧化碳的第二浓度和在0.5％和2％之间的杂质的第二浓度的高纯度的液体二氧化碳混合物。
然后，在方框S122中，液体二氧化碳混合物可以经由膨胀器被转化为第二气体二氧化碳混合物(例如，高纯度的气体二氧化碳混合物)。因此，高纯度的液体二氧化碳混合物被转化回气态，以准备第二气体二氧化碳混合物的甲烷化。
在一个变型中，方法S100包括方框S124，方框S124叙述了经由吸收清洁第二气体二氧化碳混合物以降低由第二气体二氧化碳混合物表现出的杂质的第二浓度并且增加二氧化碳的第二浓度。在该变型中，第二气体二氧化碳混合物在液化和膨胀之后经由吸收工艺被进一步纯化，该吸收工艺进一步去除第二气体二氧化碳混合物中存在的杂质(例如，氮氧化物、氨)。第二气体二氧化碳混合物可以运行通过包括过滤器的吸收筒，所述吸收筒被配置成与存在于第二气体二氧化碳混合物中的杂质反应并且由此从第二气体二氧化碳混合物中提取这些杂质。例如，第二气体二氧化碳混合物可以以在8升/分钟和12升/分钟之间的流量运行通过吸收筒。在离开吸收筒时，第二气体二氧化碳混合物可以表现出万亿分之一(PPT)水平的含氮物质浓度。
6.烃前体合成
方法S100的方框S130叙述了：在甲烷化反应器中，将第二混合物(例如，高纯度的二氧化碳混合物、高纯度的气体二氧化碳混合物)与含氢物质流混合以产生第一烃混合物(即，烃前体)，所述第一烃混合物包含烃(例如，甲烷)和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质。在一个变型中，方框S130叙述了：在第一反应器中，在存在催化剂的情况下将第二气体混合物暴露于含氢物质流，以经由第二气体混合物的甲烷化产生烃前体，所述烃前体表现出第一浓度的甲烷、第三浓度的二氧化碳和第三浓度的杂质。
在完成上文描述的液化、膨胀和纯化步骤后，第二气体二氧化碳混合物(或“高纯度的气体二氧化碳混合物”)表现出足以发生甲烷化反应的二氧化碳浓度(例如，大于95％)和杂质浓度(例如，小于5％)。特别地，在液化之后且在甲烷化之前，高纯度的气体二氧化碳混合物可以表现出小于十亿分之2(例如，十亿分之1.2)的NX(例如，NO，NH3)浓度。例如，在达到处于或高于阈值二氧化碳浓度(例如，处于或高于95.0％二氧化碳)的二氧化碳浓度，并且将含氮物质的浓度降低至低于最大含氮物质浓度(例如，低于十亿分之2)时，可以在被配置用于催化甲烷化的反应器中用氢气流和/或其他反应物流以特定的流量、温度和压力处理该高纯度的气体二氧化碳混合物，使得高纯度的气体二氧化碳混合物转化为包含甲烷的烃混合物。
在一种实施方式中，将高纯度的气体二氧化碳混合物(例如，大于95％的二氧化碳浓度)转移至甲烷化反应器，所述甲烷化反应器被配置成促进催化甲烷化反应。该甲烷化反应器系统(例如，反应器和高纯度的气体二氧化碳混合物)可以通过向系统中引入氢气流来加压，这触发高纯度的气体二氧化碳混合物的甲烷化。特别地，在该实施方式中，高纯度的气体二氧化碳混合物可以在存在催化剂的情况下，在甲烷化反应器中用含氢物质流(例如，氢气流)处理(例如，混合)，以经由高纯度的气体二氧化碳混合物的甲烷化来产生烃前体。烃前体可以包含甲烷和杂质诸如含氢物质、二氧化碳和/或含氮物质(例如，小于百万分之350，小于百万分之10，小于十亿分之2)。
例如，在离开甲烷化反应器时，所得到的烃前体(或“初始烃混合物”)可以表现出：一定浓度的烃(例如，甲烷的浓度大于96％)；以及一定浓度的杂质，包括一定浓度的二氧化碳(例如，小于1％)、一定浓度的含氢物质(例如，小于2％)和一定浓度的含氮物质(例如，小于百万分之350，小于百万分之10，小于十亿分之10)。在一个实例中，在离开甲烷化反应器时，所得到的烃前体可以表现出小于百万分之350的含氮物质(例如，N2)的浓度。在另一个实例中，在离开甲烷化反应器时，所得到的烃前体可以表现出小于杂质的阈值浓度(例如，小于0.0005％)的杂质(例如，包括含氢物质、二氧化碳、氩气和/或含氮物质)的浓度，包括小于含氮物质的阈值浓度(例如，小于十亿分之1.2)的含氮物质的浓度，使得烃前体表现出超过甲烷的阈值浓度(例如，大于99.9995％)的甲烷碳浓度。
在该实施方式中，氢气可以被泵入甲烷化反应器中以与高纯度的气体二氧化碳混合物反应(例如，在存在催化剂的情况下)以产生烃前体。在一个实例中，电解槽可以被耦接至甲烷化反应器。电解槽可以被配置成将储存在电解槽中的水转化为氢气和氧气，并且该得到的氢气可以被泵入甲烷化反应器中。
为了产生表现出甲烷的阈值浓度(例如，大于95％的甲烷)和杂质的最低浓度(例如，以十亿分之一测量的含氮物质浓度)的烃前体，在反应器中在甲烷化期间含氮物质和其他杂质的引入可以被最小化。在一种实施方式中，惰性气体(例如，氩气)流循环通过甲烷化反应器以吹扫(purge)甲烷化反应器中的杂质。例如，在将高纯度的气体二氧化碳混合物引入甲烷化反应器中之前，可以将氩气流循环通过甲烷化反应器。此外，在该实例中，在高纯度的气体二氧化碳混合物的甲烷化期间(例如，当高纯度的气体二氧化碳混合物存在于甲烷化反应器中时)且在高纯度的气体二氧化碳混合物离开甲烷化反应器之后，氩气流可以被循环通过甲烷化反应器，以从甲烷化反应器内吹扫杂质并且保持甲烷化反应器内的操作压力。在该实例中，所得到的烃前体(即，第一烃混合物)可以表现出：一定浓度的烃(例如，一定浓度的甲烷)；以及一定浓度的杂质，包括二氧化碳、含氢物质、氩气和/或含氮物质。
在一种实施方式中，高纯度的气体二氧化碳混合物可以被转移至甲烷化反应器，在存在催化剂的情况下用氢气流处理，以使甲烷化反应器中的高纯度的气体二氧化碳混合物加压，并且用氩气流处理以防止含氮物质引入反应器。在这些条件下，高纯度的气体二氧化碳混合物可以经历甲烷化，并且产生表现出大于97％的甲烷的浓度和小于3％的杂质的浓度的烃前体。例如，可以将氩气流引入甲烷化反应器系统，使得从反应输出的所得到的烃前体表现出小于3％的杂质的浓度，所述杂质的浓度包括小于含氮物质的阈值浓度(例如，小于百万分之350，小于百万分之10，小于十亿分之1.2)的含氮物质浓度。
在一种实施方式中，表现出大于97％的甲烷的浓度的该烃前体用作在金刚石反应器中经历CVD反应以产生金刚石的烃前体。可选择地，如下文描述的，该烃前体(或“初始烃前体”)可以经历进一步纯化和制备以产生更高度纯化的烃前体。
6.1变型：含氮物质吹扫
在一个变型中，在方框S132中，烃前体可以从甲烷化反应器转移到蓄积器(accumulator)中，该蓄积器被配置成估计烃前体中存在的含氮物质的浓度。在该变型中，响应于检测到超过阈值浓度的含氮物质的浓度，烃前体可以被转移至二级容器以便进一步加工。可选择地，响应于检测到低于阈值浓度的含氮物质的浓度，烃前体可以被输送通过分离单元。
在一种实施方式中，可以在缓冲容器中纯化烃前体，使得可以回收烃前体。例如，烃前体可以从甲烷化反应器的出口转移到蓄积器中。蓄积器可以包括被配置成估计烃前体中存在的含氮物质的浓度的内联含氮物质读取器(inline nitrogen reader)。然后，响应于含氮物质的浓度超过阈值浓度(例如，大于百万分之400，大于百万分之10，大于十亿分之1.2)，烃前体可以被转移(例如，经由吹扫管线)到缓冲容器中。在该实例中，烃前体可以被输送通过二级分离单元(例如，一组过滤器)，所述二级分离单元被配置成从烃前体中去除含氮物质。烃前体然后可以被存放在缓冲容器中，该缓冲容器包括安装在缓冲容器的入口处并且被配置成测量烃前体中的含氮物质的浓度的第二内联含氮物质读取器。然后，响应于检测到低于阈值浓度的含氮物质的浓度，烃前体可以从缓冲容器的出口转移至分离单元(例如，过滤器、液化单元)的入口。可选择地，烃前体可以被转移回蓄积器用于进一步分析。
可选择地，在另一种实施方式中，在蓄积器处，响应于含氮物质的浓度超过烃前体中含氮物质的阈值浓度，烃前体可以被转移至扩口(flare)。
7.烃前体纯化
方法S100的方框S140叙述了：将第一烃混合物(例如，从甲烷化反应器的出口)输送通过被配置成从烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质。
烃前体可以被进一步加工以增加甲烷的浓度并且降低混合物中杂质的浓度。特别地，烃前体可以从甲烷化单元的出口转移通过分离单元(例如，一组过滤器、液化单元)，所述分离单元被配置成降低烃前体中杂质的浓度。
在一种实施方式中，烃前体可以通过甲烷化反应器的出口处的一组过滤器(例如，过滤膜)。该组过滤器可以被配置成收集烃混合物中存在的杂质，诸如包含含氮物质(例如，一氧化氮、二氧化氮)、含氢物质、二氧化碳、氩气或其他气体(例如，除了甲烷之外)的化合物。例如，烃前体在离开甲烷化反应器的出口之前可以表现出杂质的初始浓度。当烃前体流过甲烷化反应器的出口时，烃前体也可以流过集成到出口中的过滤膜。在离开出口和过滤膜时，烃混合物可以表现出小于杂质的初始浓度的杂质的离开浓度(例如，小于5％)。过滤膜——包括从烃混合物中提取的杂质——然后可以在下一个循环之前或响应于过滤膜中杂质的量(amount)(例如，量(quantity)、浓度)超过阈值量(threshold amount)(例如，阈值量(threshold quantity)、阈值浓度)而被清洁或替换。在一个实例中，烃前体在通过该组过滤器之后可以表现出小于5％的杂质的浓度，使得烃(例如，甲烷)的浓度超过95％。在另一个实例中，烃前体在通过该组过滤器之后可以表现出小于3％的杂质的浓度，使得烃(例如，甲烷)的浓度超过97％。
可选择地，在另一种实施方式中，方法S100包括经由液化将初始烃前体冷凝以产生液体烃混合物，所述液体烃混合物表现出多于第一浓度的甲烷的第二浓度的甲烷和少于第三浓度的杂质的第四浓度的杂质。因此，气体烃混合物可以在其运行通过CVD反应器之前被液化以进一步使该混合物纯化。
在该实施方式中，在离开甲烷化反应器时，初始烃前体(例如，气体烃混合物)表现出高浓度的甲烷。在初始烃前体液化之后，通过减少该混合物中的所有非烃气体(例如，含氮物质、二氧化碳、含氢物质、氩气)，所得到的液体烃混合物可以表现出更高浓度的甲烷。例如，初始烃前体可以表现出大于97％的甲烷的浓度。该初始烃前体可以经历液化，包括使气体二氧化碳混合物加压并且将混合物冷却至低于其临界温度的温度。一旦初始烃前体的液化完成，所得到的液体烃混合物可以表现出大于99％(例如，99.9％)的甲烷的浓度。例如，在液化之后，液体烃混合物可以表现出超过99.5％的烃(例如，甲烷)的浓度，并且杂质的浓度可以降低至小于0.5％，包括在0.01％和0.10％之间的氩气的浓度。在另一个实例中，在液化之后，液体烃混合物可以表现出大于99.9％的甲烷的浓度，并且存在于混合物中的氩气可以减少至在0.01％和0.10％之间的浓度。类似地，混合物中存在的NX(例如，NO，NH3)气体可以被更进一步减少至小于十亿分之1.2的浓度。
在该实施方式中，在方框S142中，所得到的液体烃混合物然后可以被转化为气体烃混合物，气体烃表现出比初始烃前体更低的杂质的浓度。
在一种实施方式中，如图5A和图5B中示出的，可以根据特定的方法基于初始烃前体的体积纯化初始烃前体。特别地，在该实施方式中，响应于初始烃前体的体积降到低于阈值体积，初始烃前体可以被输送通过被配置成经由液化从烃前体中去除杂质的液化单元，以产生：包括杂质(例如，二氧化碳、含氢物质、含氮物质)的排气流；和最终的烃前体，所述最终的烃前体表现出少于初始烃前体的第一浓度的杂质的第二浓度的杂质。可选择地，响应于初始烃前体的体积超过阈值体积，初始烃前体可以被输送通过被配置成收集初始烃前体中存在的杂质的一组过滤器(例如，膜过滤器)以产生最终的烃前体。
例如，可以根据方法S100的方框加工由半永久地部署在第一目标位置处的第一碳捕获装置收集的大量二氧化碳，以产生大量甲烷气体(即，烃前体)。该大量甲烷气体可以经由液化单元被纯化，所述液化单元被配置成：连续地(例如，半连续地)摄入由通过碳捕获装置在第一目标位置处收集的二氧化碳产生的大量甲烷气体，所述大量甲烷气体表现出初始浓度的杂质；并且连续地(例如，半连续地)输出杂质和大量甲烷气体的排气流，所述大量甲烷气体表现出少于初始浓度的杂质的最终浓度的杂质。
另外地和/或可选择地，在另一个实例中，可以根据方法S100的方框加工由短暂地部署到第二目标位置用于固定的持续时间的特定事件(例如，体育赛事、婚礼、筹款活动)的第二碳捕获装置收集的少量二氧化碳，以产生少量甲烷气体。该少量二氧化碳和所得到的少量甲烷气体可以在单一的分批工艺中加工，使得少量二氧化碳保持与未从第二目标位置和在特定事件期间收集的其他体积的二氧化碳分离。然后可以经由一组过滤器(例如，膜过滤器)来纯化该少量的甲烷气体，该组过滤器被配置成：摄入由通过第二碳捕获装置在第二目标位置处收集的二氧化碳产生的少量甲烷气体，所述少量甲烷气体表现出初始浓度的杂质；收集少量甲烷气体中存在的杂质(例如，含氢物质、二氧化碳、含氮物质)；并且输出甲烷气体，该甲烷气体表现出少于初始浓度的杂质的最终浓度的杂质。
8.烃前体的另外的纯化
在一个变型中，在方框S144中，第二烃混合物可以从分离单元转移并且输送通过压缩机，以进一步减少第二烃混合物中存在的所有非烃气体。另外地和/或可选择地，在另一个变型中，在方框S146中，第二烃混合物然后可以经由吸收被进一步纯化，以产生高度纯化的烃前体(或“最终的烃前体”)。
方框S144叙述了经由吸收将气体烃混合物纯化以产生烃前体，该烃前体表现出多于第二浓度的甲烷(例如，在经由吸收纯化之前)的第三浓度的甲烷(例如，在经由吸收纯化之后)和少于第四浓度的杂质(在经由吸收纯化之前)的第五浓度的杂质(例如，在经由吸收纯化之后)。因此，在混合物运行通过金刚石反应器(例如，CVD反应器)之前，方法S100可以实施燃料精制步骤以进一步纯化和制备用于CVD反应器的气体烃混合物。
例如，第二烃混合物可以以大致在2.0升/分钟和3.0升/分钟之间的流量运行通过吸收筒，以便从混合物中去除NX(例如，NO，NH3)和其他杂质。吸收筒可以包括过滤器，所述过滤器被配置成与气体烃混合物中的杂质反应，使得当气体烃混合物的剩余部分通过过滤器时，这些杂质附着至过滤器。
因此，在该变型中，经由二氧化碳混合物的甲烷化产生的初始烃前体可以经由过滤、液化、干燥、压缩、吸附和/或这些技术的任何组合来纯化，以产生较高纯度的烃前体(或“烃前体”)。烃前体可以表现出足够高的甲烷的浓度(例如，大于97％)，以及由此足够低的杂质的浓度(例如，小于3％)，使得当沉积在金刚石反应器中时，金刚石可以容易地根据设置速率生长并且表现出足够的质量(例如，透明度、切割、颜色、克拉重量)。在一个实例中，该较高纯度的烃前体(即，第二烃混合物)可以表现出大于甲烷的阈值浓度的甲烷的浓度(例如，大于99.9995％的甲烷)。另外地和/或可选择地，在另一个实例中，较高纯度的烃前体可以表现出一定浓度的杂质，包括小于十亿分之10(例如，十亿分之2、十亿分之6、十亿分之9)的含氮物质的浓度。
9.金刚石反应器
方法S100的方框S150叙述了：经由化学气相沉积将第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。在一个变型中，方法S100的方框S150叙述了，在设置温度在金刚石反应器中，经由化学气相沉积(或“CVD”)将烃前体暴露于金刚石籽晶以产生金刚石晶体。
高纯度的烃前体可以流入被配置成经由化学气相沉积产生金刚石晶体的CVD反应器(例如，真空室)中。
例如，可以将金刚石籽晶放置在CVD反应器中。当烃前体流入CVD反应器中时，CVD反应器可以被加热至非常高的温度(例如，大于800摄氏度)。将CVD反应器加热至这些高温使碳离子从烃前体中除去。这些碳离子可以分层成金刚石籽晶，并且金刚石籽晶可以生长成金刚石(例如，被配置以切割成一个或更多个宝石的未加工的金刚石)。
CVD反应器需要电来产生足够的热量以便使反应发生。在一种实施方式中，发电机向CVD反应器供应电。例如，从气体烃混合物和/或烃前体中提取的甲烷燃料可以被再循环至发电机，该发电机进而可以向CVD反应器供应电。另外地和/或可选择地，垃圾填埋气体可以被收集并且供应至发电机以产生电。在另一种实施方式中，可持续的电源(例如，太阳能电池板、风力涡轮机)向CVD反应器供应电力。此外，可持续的电源可以与发电机组合实施，以向CVD反应器提供动力。一旦CVD反应完成，过量的未使用的电力可以返回电网用于未来使用。
在一种实施方式中，高纯度的烃前体进入CVD反应器，表现出在96.0％和99.9999％之间的甲烷的浓度。CVD反应器可以基于烃前体的甲烷的浓度和杂质(例如，氢气、二氧化碳、氩气、含氮物质)的浓度被相应地调节。例如，CVD反应器中的温度和压力可以基于烃前体中甲烷的浓度来调整。
存在于气体烃混合物和CVD反应器中的空气可以从CVD反应器中被吹扫，以提高反应的效率和收率。在一种实施方式中，通过使惰性共混物循环通过CVD反应器来从CVD反应器中吹扫空气。例如，在整个化学气相沉积工艺中，氢气流可以以设置的间隔循环通过CVD反应器。类似地，惰性气体(例如，氩气)流可以循环通过CVD反应器以充当载体，并且因此改善反应的速率和金刚石生长的速率。
CVD反应器可以被配置成由表现出特定浓度的甲烷的烃前体(例如，甲烷)生长金刚石。因此，可以调整烃前体进入CVD反应器中的流量，以控制CVD反应器中存在的甲烷的浓度。例如，如果烃前体表现出99.9％的甲烷的浓度，则可以降低进入CVD反应器中的烃前体的流量。然而，如果烃前体表现出97％的甲烷的浓度，则可以增加进入CVD反应器中的烃前体的流量。
在一个变型中，基于烃前体中氢气的浓度，氢气流以设置的流量循环通过CVD反应器。例如，如果烃前体表现出99.99％的甲烷的浓度并且由此表现出0.01％的杂质(包括氢气和二氧化碳)的浓度，则基于烃前体(和CVD反应器)中存在的氢气的相对低的浓度，氢气流可以以第一流量循环通过CVD反应器。然而，如果烃前体表现出97％的甲烷的浓度并且由此表现出低于3％的杂质的浓度，则基于烃前体(和CVD反应器)中已经存在的氢气的相对高的浓度，氢气流可以以小于第一流量的第二流量循环通过CVD反应器。
在CVD反应器中金刚石的生长速率可以基于以下来调整：进入CVD反应器的烃前体中甲烷的浓度；烃前体的流量可以被调整以改变金刚石的生长速率；和/或CVD反应器内的温度。
在一种实施方式中，可以执行方法S100以由10kg的二氧化碳的初始空气捕获产生约80克拉的未经加工的金刚石。
10.变型：HP-HT金刚石
在一个变型中，金刚石可以经由高压-高温(或“HP-HT”)工艺产生。在该变型中，在方法S100的方框S150中，HP-HT反应器可以替换CVD反应器。
在该变型中，高纯度的炭黑或石墨可以用作HP-HT反应器的输入物，而不是烃前体。烃前体可以根据上文描述的方法产生，并且被进一步加工以产生炭黑或石墨。
例如，在方框S130中，高纯度的二氧化碳混合物可以经由甲烷化进行反应以产生烃前体(例如，高纯度的气体烃混合物)。可以通过在不存在氧气的容纳室中并且在存在被配置成促进该反应的催化剂(例如，氧化铁催化剂)的情况下加热该混合物而从烃前体中提取石墨(例如，经由热解或电解)。一旦已经从烃前体中提取石墨，石墨可以被沉积在HP-HT反应器中。金刚石籽晶可以被沉积在石墨中，然后石墨可以在HP-HT反应器中暴露于高温和高压。可以设置HP-HT反应器内的条件(例如，温度、压力)，使得石墨材料在这些条件下转化，并且由此开始在金刚石籽晶周围形成金刚石。
11.基于位置的空气捕获
在一种实施方式中，经由直接空气捕获从空气中提取的碳可以经由移动碳捕获装置源自特定区域或位置。该移动碳捕获装置可以被配置成经由胺过滤从空气中提取低纯度的二氧化碳混合物，并且储存该混合物以在别处(例如，在实验室中)进一步加工。
在一个变型中，低纯度的二氧化碳混合物可以从来自特定位置或重要地点(例如，对于金刚石所有者)的空气中提取，使得由从该空气中捕获的碳产生的金刚石可以与特定位置相关联。例如，一对情侣可以购买订婚戒指，该订婚戒指具有由源自对这对情侣重要的位置(例如，这对情侣相遇的地点，这对情侣度假的地点)的空气的碳产生的金刚石。
在另一个实例中，冠军足球队的球员可以收到戒指，该戒指具有由源自进行冠军赛的体育场中的空气的碳产生的金刚石。在该实例中，在冠军赛开始之前，移动碳捕获可以被部署到体育场。移动碳捕获装置可以被配置成捕获体育场内部的空气(例如，二氧化碳、含氮物质、氩气等)，并且将所得到的低纯度的二氧化碳混合物储存在移动碳捕获装置的罐内。之后，当移动碳捕获装置返回实验室时，低纯度的混合物可以如上文描述的被纯化和处理，以由在冠军赛期间的体育场内的空气中提取的碳产生金刚石。
11.1将金刚石与目标位置相关联
可以由从目标位置处收集的空气样品中提取的碳产生金刚石。在一种实施方式中，如图3中示出的，经由方法S100产生的每颗金刚石可以经由金刚石标识符(例如，序列号)来识别。该序列号可以与为特定金刚石提取碳的位置、区域或地点相关联，使得金刚石所有者或金刚石购买者可以进入该位置。例如，金刚石购买者可以访问可按金刚石的序列号搜索的数据库。在输入特定序列号后，金刚石购买者可以识别与该序列号对应的金刚石的碳的来源位置。另外地和/或可选择地，未来的金刚石购买者可以按位置搜索数据库以识别由源自特定位置的碳产生的一组金刚石。
例如，一对情侣可以购买订婚戒指，该订婚戒指具有由源自对这对情侣重要的位置(例如，这对情侣相遇的地点，这对情侣度假的地点)的空气的碳产生的金刚石。在另一个实例中，用户(或“伴侣”)可能希望为她的伴侣购买订婚戒指，该订婚戒指由源自巴黎Pontdes Artes桥附近位置的碳制成。用户可以搜索数据库以找到由源自该位置附近的碳产生的金刚石。用户可以购买该金刚石并且选择金刚石的底座(setting)以制作订婚戒指。在购买金刚石后，用户可以接收对于该金刚石特定的唯一序列号，该序列号将金刚石与位置相关联。之后，用户可以在巴黎Pont des Artes桥用这枚订婚戒指向她的伴侣求婚，该订婚戒指包括由源自该位置的碳制成的金刚石。用户和用户的伴侣之后可以经由金刚石的唯一序列号搜索数据库，以查看该金刚石的碳源自何时以及何地。
在另一个实例中，获胜的超级碗队的球员可以收到具有金刚石的戒指，该金刚石包括由源自进行冠军赛的足球场中的空气的碳产生的金刚石。在该实例中，可以在比赛开始之前将一组碳捕获装置(例如，移动碳捕获装置)部署到主办冠军赛的足球场。碳捕获装置可以被配置成在超级碗比赛期间过滤空气和收集二氧化碳。在比赛结束之后，可以从部署的每个碳捕获装置收集低纯度的二氧化碳混合物。然后，根据方法S100，这些混合物可以被进一步加工以产生金刚石。然后可以由这些金刚石制成金刚石戒指，这些戒指然后可以被分发给获胜队的球员。
11.1.1电子样本文件
在一种实施方式中，可以针对在目标位置处收集的空气样品产生包括位置识别信息的电子样本文件。为了跟踪在整个金刚石生产工艺中从目标位置处收集的空气样品中提取的碳，可以在该工艺过程中更新电子样本文件，以包括与由该空气样品产生的中间产物相关联的标识符。特别地，电子样本文件可以包括：代表目标位置的位置标识符(例如，GPS坐标、地址、与目标位置相关联的唯一标识号)；一组容器标识符(例如，条形码、序列号)，其连接至(例如，布置在)储存从目标位置处收集的空气样品中提取的碳混合物(例如，低纯度的气体混合物、高纯度的烃混合物)的容器；和/或一组金刚石标识符(例如，序列号、条形码)，其与由从目标位置处收集的空气样品中提取的碳产生的金刚石相关联。
例如，碳捕获装置可以摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，以便从空气样品中收集第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的杂质(例如，含氮物质)。该第一混合物(即，低纯度的二氧化碳混合物)可以被储存在与目标位置相关联的第一容器中。然后可以为第一混合物产生电子样本文件(例如，通过与碳捕获装置相关联的使用者，通过远程计算机系统)。可以将与目标位置相关联的位置标识符写入电子样本文件，以将目标位置与第一混合物相关联。此外，还可以将布置在第一容器上的第一标识符写入电子样本文件，使得第一容器可以被储存、运输至远程位置，和/或进一步加工，并且被容易地识别为包含在目标位置处收集的第一混合物。
此外，在该实例中，第一混合物可以从第一容器中收集，并且被进一步加工以产生第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于第一浓度的杂质的第二浓度的杂质。然后，第二混合物可以在甲烷化反应器中与含氢物质流混合，以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质。然后可以将该第一烃混合物收集在第二容器中。然后，可以将布置在第二容器上的第二标识符写入与在目标位置处收集的初始空气样品相关联的电子样本文件。
之后，经由第二容器上的第二标识符与第一位置相关联的该第一烃混合物可以被沉积到容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器(例如，CVD室)中，以产生第一组金刚石。一旦产生第一组金刚石，可以从金刚石反应器中收集第一组金刚石并且将其储存在第三容器中。然后，可以将布置在第三容器上的第三标识符写入电子样本文件，使得第一组金刚石中的金刚石可以与在目标位置处捕获的初始空气样品相关联。另外地和/或可选择地，第一组金刚石中的每颗金刚石可以被分配金刚石标识符。例如，第一组金刚石中的第一金刚石可以被分配第一金刚石标识符(例如，序列号，SKU)。与第一组金刚石中的第一金刚石相关联的该第一金刚石标识符可以被写入电子样本文件。
另外，在该实施方式中，可以利用电子样本文件中所包含的信息来产生金刚石的数据库，数据库中的每颗金刚石都与初始捕获金刚石的碳的特定位置相关联。例如，第一电子样本文件可以包括：与收集空气样品的第一目标位置相关联的第一位置标识符；布置在第一容器上的第一容器标识符，所述第一容器被配置成短暂地储存从空气样品中提取的低纯度的二氧化碳混合物；布置在第二容器上的第二容器标识符，所述第二容器被配置成短暂地储存由低纯度的二氧化碳混合物产生的烃混合物；与由烃混合物产生的第一金刚石相关联的第一金刚石标识符；以及与由烃混合物产生的第二金刚石相关联的第二金刚石标识符。在方框S190中，第一电子样本文件可以被上传到可搜索的在线数据库，使得访问在线数据库的用户可以按第一目标位置进行搜索，以访问由第一目标位置处提取的碳产生的金刚石(包括第一金刚石和第二金刚石)的列表。
另外，在一个变型中，方框S180叙述了：使第一金刚石雕刻有第一金刚石标识符。第一金刚石可以雕刻有第一金刚石标识符，所述第一金刚石标识符储存在电子样本文件中并且将第一组金刚石中的第一金刚石与目标位置相关联。因此，拥有或查看第一金刚石的用户可以按第一金刚石标识符搜索数据库以访问与该第一金刚石的碳捕获的位置相关的信息。
在如下文描述的一个变型中，电子样本文件可以包括与金刚石的碳的碳捕获相关的另外的信息。特别地，电子样本文件可以包括与以下相关的信息：碳捕获的位置；碳捕获的日期或时间；和/或碳源的类型(例如，环境空气、人类呼吸的空气)和/或在空气捕获期期间出现在碳捕获装置附近的人员。
11.2基于时间的空气捕获
另外地和/或可选择地，在一个变型中，可以由从特定时间段期间收集的空气样品中提取的碳产生金刚石。例如，用户可能希望购买由从特定空气捕获期期间收集的空气样品中提取的碳产生的金刚石，所述特定空气捕获期诸如对应于特定日期(例如，用户的生日)或特定事件(例如，体育赛事、历史事件)。在该实例中，用户可以搜索数据库以找到由源自该空气捕获期期间的碳产生的金刚石。
在其中针对空气样品产生电子样本文件的一种实施方式中，对应于收集空气样品的空气捕获期的时间戳可以被写入电子样本文件。另外地和/或可选择地，对应于空气捕获期的一组时间戳可以被写入该空气样品的电子样本文件，诸如对应于空气捕获期的开始的初始时间戳和对应于空气捕获期的结束的最终空气样品。如上文描述的，可以在整个工艺中跟踪从该空气样品中提取的碳，诸如经由与对应的低纯度的气体混合物、高纯度的气体混合物、烃混合物相关联的标识符，使得这些中间产物和所得到的金刚石中的每一种都与写入电子样本文件中的时间戳相关联。
另外地和/或可选择地，在另一个实例中，用户可能希望购买由在目标位置处且在特定空气捕获期期间收集的空气样品中提取的碳产生的金刚石，所述特定空气捕获期诸如对应于用户造访目标位置的特定日期或时间段。在该实例中，对应于目标位置的位置标识符和对应于特定空气捕获期的时间戳两者都可以被写入为该空气样品产生的电子样本文件。
11.3基于源的空气捕获
另外地和/或可选择地，在一个变型中，低纯度的二氧化碳混合物可以从特定的源中收集的空气中提取，使得由从该空气中捕获的碳产生的金刚石可以与特定的源相关联。特别地，可以在目标位置处从特定的源中收集空气样品，诸如从环境空气、从特定人员或一组人员的人类呼吸的空气或从一瓶香槟释放的二氧化碳气泡中收集空气样品。
11.3.1源：环境空气
在一种实施方式中，可以从环境空气中捕获碳。例如，可以将碳捕获装置部署到目标位置，用于在该目标位置处的碳捕获。在空气捕获期期间，碳捕获装置可以被配置成将环境空气从目标位置处的周围环境吸入碳捕获装置中，以提取低纯度的气体混合物(即，二氧化碳混合物)。在一个实例中，碳捕获装置可以被部署到室外的受欢迎的目的地(例如，中央公园、埃菲尔铁塔草坪)，并且被配置成将环境空气从该环境吸入碳捕获装置中。在另一个实例中，碳捕获装置可以被部署到室内诸如婚礼场地或体育赛事。
11.3.2源：人类呼吸的空气
另外，在另一种实施方式中，碳可以从人类呼吸的空气中捕获。例如，用户(例如，“未来的金刚石购买者”)可能希望由从她呼吸的空气中提取的碳产生金刚石。用户可以在一段时间内(例如，睡觉时30分钟、1小时、8小时)将装置(例如，面罩)佩戴在她的嘴上。该装置可以包含过滤器，该过滤器用于在该时间段内从该用户的呼吸的空气中捕获低纯度的二氧化碳混合物。然后可以从该装置中的过滤器提取该低纯度的二氧化碳混合物，并且可以如上文描述地执行方法的后续方框以将该低纯度的二氧化碳转化为金刚石，该金刚石然后可以唯一地与该用户(以及用户的位置、从用户的呼吸的空气中捕获该二氧化碳的日期和/或时间)相关联。
11.3.2.1实例：已订婚的情侣
在另一个实例中，一对已订婚的情侣可能希望由源自他们两人的呼吸的空气的碳来制作订婚戒指的金刚石。这对情侣可以将他们自身限制在封闭的区域(例如，实验室中的清洁室、封闭的亭(booth)、他们的房子中的房间)，并且碳捕获装置可以位于该封闭的区域中。碳捕获装置可以过滤封闭的区域中的空气，并且从空气中提取二氧化碳，由此从这对情侣自身呼吸的空气中收集空气和二氧化碳。然后，可以根据如上文描述的方法S100加工所得到的低纯度的二氧化碳混合物，以产生用于该对情侣的订婚戒指的金刚石。
11.3.2.2实例：聚会宾客
在一个实例中，如图6中示出的，聚会(例如，婚礼、筹款活动、假日聚会、特殊场合)的主人或宾客可能希望由在聚会期间从他们的呼吸的空气中捕获的碳产生一颗(或更多颗)金刚石。在该实例中，碳捕获装置可以被部署到聚会(例如，从中央设施)并且安装在拖车上，以形成碳捕获拖车。然后，该碳捕获拖车可以被停放并且设置在聚会处(例如，在接待大厅内部，在外面的公园中)，用于在聚会的目标位置处的碳捕获。为了在聚会期间为碳捕获拖车提供动力，碳捕获拖车可以连接至较低功率的电网(lower power grid)和/或可以被配置成包括一组屋顶太阳能电池板，诸如用于户外聚会。
在该实例中，在聚会期间，希望产生和/或购买来自他们自身的呼吸的空气的金刚石的宾客可以：走进碳捕获拖车；提供识别信息(例如，姓名、电话号码、电子邮件地址)；和/或完成金刚石和底座的订单。碳捕获拖车可以装载一组空气捕获盒，使得(例如，从特定宾客或一组宾客)收集的每个空气样品可以被储存在与空气样品的源相关联的单独的空气捕获盒中。特别地，每当新的宾客或新的一组宾客进入碳捕获拖车，新的(例如，清洁的、空的)空气捕获盒可以被装载到碳捕获装置中，使得来自该新的宾客或新的一组宾客的呼吸的空气被收集在新的空气捕获盒中。
此外，在该实例中，碳捕获拖车可以包括照片亭(photo booth)，宾客可以在收集他们的呼吸的空气期间进入该照片亭。照片亭可以被耦接至第一空气捕获盒，使得在照片亭内部的宾客的呼吸的空气被发送(route)至第一空气捕获盒内并且被收集在第一空气捕获盒内。特别地，一组宾客可以在空气捕获期期间在呼吸的同时坐在照片亭中持续目标持续时间(例如，5分钟、10分钟、30分钟)。在该空气捕获期期间，碳捕获装置可以收集在第一空气捕获盒中的用户的呼吸的空气(例如，从封闭的照片亭内)，同时照片亭捕获并且储存照片亭内的该组宾客的照片。另外，照片亭可以被配置成在空气捕获期期间捕获宾客的录音。一旦空气捕获期完成，可以产生包含宾客姓名(例如，在该组宾客中)、空气捕获期的日期和/或时间、聚会的目标位置、在空气捕获期期间捕获的照片和/或录音的电子样本文件。然后，该电子样本文件可以与对应于第一空气捕获盒的盒标识符(例如，QR码、条形码、RFID标签、UUID)(例如，布置在第一空气捕获盒上)相关联，所述第一空气捕获盒包含在空气捕获期期间收集的一组宾客的呼吸的空气。
一旦聚会结束，根据方法S100的方框，可以进一步加工(例如，在远程位置处)第一空气捕获盒的内容物以产生金刚石。在该实例中，可以分别加工和储存来自聚会的一组空气捕获盒中的每个空气捕获盒的内容物。可选择地，该组盒的内容物可以被组合并且作为来自聚会的单一空气样品进行加工。
由第一空气捕获盒的内容物产生的每颗金刚石可以被雕刻有唯一的金刚石标识符，然后该唯一的金刚石标识符可以与电子样本文件相关联。然后，每颗金刚石可以被镶嵌在底座(例如，由一组宾客中的宾客选择)中，以完成镶嵌好的金刚石件。然后，每个镶嵌好的金刚石件都可以返还给对应的宾客。例如，可以利用包含在电子样本文件中的源标识符，包括唯一的金刚石标识符，以访问一组用户配置文件(user profile)中的用户配置文件(例如，由用户订单产生)，所述用户配置文件包括用户(例如，宾客)联系人信息(例如，姓名、电子邮件地址、电话号码、运输地址)。可以产生指示金刚石和/或镶嵌好的金刚石件的产生的通知，并且经由一组联系人信息将其发送至对应的用户。另外地和/或可选择地，金刚石和/或镶嵌好的金刚石件可以经由该组联系人信息直接返还给对应的用户。
此外，每个镶嵌好的金刚石件然后可以连同以下一起返还给对应的宾客：包含网址、QR码、用户名和密码等的卡，以访问与镶嵌好的金刚石件中的金刚石相关联的电子样本文件的内容；以及放大镜，以便从金刚石或底座中读取唯一的金刚石标识符，然后可以将其输入到网站(例如，在线数据库)中以检索与金刚石相关联的电子样本文件的内容。
因此，宾客可以利用她的金刚石或底座上的唯一的金刚石标识符来访问在照片亭内在空气捕获期期间捕获的照片和/或录音和/或与该金刚石的碳收集相关的信息(例如，日期、时间、位置、宾客姓名)。
11.3.3源：二氧化碳气泡
在又另一种实施方式中，可以从饮料(例如，碳酸饮料)的气泡中释放的二氧化碳气体中捕获碳。例如，可以从一瓶起泡酒释放的气泡中捕获空气。在该实例中，酒厂的所有者可能希望由从酒厂生产的一瓶起泡酒释放的二氧化碳气泡中捕获的碳产生一组金刚石。用户可以将该瓶起泡酒放置在封闭的空间(例如，容器)中，并且碳捕获装置可以被配置成从封闭的空间内吸入空气。然后，当所有者打开该瓶起泡酒并且二氧化碳气泡被释放时，碳捕获装置可以将该二氧化碳气体(与来自封闭的空间的环境空气混合)吸入碳捕获装置中。然后，所得到的二氧化碳混合物可以根据如上文描述的方法S100进行加工，以便为该酒厂的所有者、雇员和/或赞助者产生一组金刚石。
在这些实施方式中的每一种中，对应于碳源(例如，环境空气、人类呼吸的空气、二氧化碳气泡)的源标识符可以被写入空气样品的电子样本文件。因此，在一个实例中，用户可以搜索数据库的由从以下捕获的碳产生的金刚石：特定公共空间(例如，公园)，通过输入(例如，从列表中选择或键入数据库中)对应于在该特定公共空间处收集的环境空气的源标识符；用户自身呼吸的空气，通过输入对于从该用户捕获的人类呼吸的空气唯一的源标识符；或特定的一瓶起泡饮料，通过输入对于从该特定的瓶释放的二氧化碳气体中捕获的碳唯一的源标识符。
11.4永久或半永久部署
在一种实施方式中，碳捕获装置可以被永久地和/或半永久地部署到目标位置，并且被配置成从在该目标位置处收集的空气样品中捕获碳。例如，碳捕获装置可以被安装至现有的建筑物或结构体，或者被安装在公共空间中或商业商店内，使得用户可以造访和/或访问碳捕获装置。
在该实施方式中，碳捕获装置可以被配置成以规则间隔(例如，每小时一次、每天一次、每周一次)和/或响应于用户的输入(例如，手动地)在该目标位置处连续地收集空气样品。碳捕获装置可以被配置成在目标持续时间(例如，10分钟、30分钟、1小时、24小时、1周)的空气捕获期内收集这些空气样品。
11.4.1实例：公园安装
例如，碳捕获装置可以被半永久地安装在公园(例如，交通繁忙的公园)中。碳捕获装置可以被配置成每天在该公园处收集空气样品，诸如每天在公园向公众开放的12小时时间段内收集空气样品。每天，在该12小时时间段期间，碳捕获装置可以被配置成通过碳捕获装置的一组入口(例如，一个入口、三个入口、十个入口)连续地或半连续地从公园吸入空气。
此外，碳捕获装置可以被配置成包括一组容器，每个容器被配置成收集一定体积的低纯度的二氧化碳混合物并且对应于一周中的特定的一天。在一周结束时，根据方法S100的方框，该组容器可以从碳捕获装置(例如，在公园中时)中移除，并且被运送至远程设施以进行加工。然后可以在碳捕获装置中安装新的(例如，清洁的)一组容器，以替换先前的一组容器。该组容器中的每个容器可以与该公园和收集空气样品的时间段相关联，使得用户(例如，造访公园的宾客)可以定位和/或购买由在特定时间段期间从该公园中捕获的碳产生的金刚石。
特别地，用户可能希望造访公园，使得她最终可以购买在对应于她造访公园的特定时间段期间由在公园处捕获的碳产生的金刚石。在特定的时间段期间，碳捕获装置可以将环境空气从公园吸入碳捕获装置的一组入口中，用于提取一定体积的低纯度的二氧化碳混合物并且将其储存到一组容器中的第一容器中。在该组容器的安装期间和/或在该组容器的收集时，可以产生电子样本文件，所述电子样本文件包括：对应于第一容器的第一容器标识符；对应于公园的第一位置标识符；以及对应于特定空气捕获期的第一时间戳，所述特定空气捕获期包括用户造访公园的特定时间段，在该特定时间段期间收集第一容器中的一定体积的低纯度的二氧化碳混合物。
之后，一旦将第一容器中的一定体积的低纯度的二氧化碳混合物转化为一组金刚石，可以将唯一的金刚石标识符分配给该组金刚石中的每颗金刚石，以产生一组金刚石标识符。然后可以将该组金刚石标识符写入电子样本文件。然后，用户可以通过按位置(即，第一位置标识符)和时间(即，第一时间戳)搜索在线数据库以定位由在用户造访公园期间捕获的碳产生的第一组金刚石来找到并且定位所述一组金刚石中她希望购买的第一金刚石。
11.4.2实例：碳捕获亭
在另一个实例中，碳捕获装置可以被半永久地安装在目标位置中，作为碳捕获亭(例如，封闭的亭、“电话亭”)，该碳捕获亭被配置成在目标持续时间内从特定用户或特定的一组用户收集人类呼吸的空气。
特别地，在该实例中，用户可能希望购买由从她自身的呼吸的空气中捕获的碳产生的金刚石。用户可以进入亭，并且将亭中包含的面罩放置在她的嘴上，以开始从她的呼吸的空气中收集低纯度的二氧化碳混合物。在该实例中，碳捕获装置可以包括用户界面，该用户界面被配置成收集用户信息(例如，姓名、联系人信息)和/或向用户提供指令。
碳捕获装置可以被配置成将用户的呼吸的空气吸入碳捕获装置中，用于在目标持续时间(例如，10分钟、30分钟、1小时)内提取低纯度的二氧化碳混合物。碳捕获装置可以收集在一组容器中的第一容器中的该低纯度的二氧化碳混合物，包括布置在第一容器的表面上的第一容器标识符(例如，条形码、序列号、标识号)。响应于目标持续时间的到期，碳捕获装置的用户界面可以提供代码，以便用户之后在整个加工过程中跟踪她的低纯度的二氧化碳混合物的样品和/或定位由该样品产生的金刚石。另外地和/或可选择地，用户界面可以被配置成输出以便用户随身携带的包括代码的收据。
11.5短暂部署
在另一种实施方式中，碳捕获装置可以被短暂地部署到目标位置，诸如用于固定的持续时间的特定事件。例如，碳捕获装置可以被部署到目标位置持续固定的持续时间，并且返回至中央设施(携带在目标位置处收集的低纯度的二氧化碳混合物的一组容器)用于加工低纯度的二氧化碳混合物以产生金刚石。类似地，在该实施方式中，碳捕获装置可以被配置成：以规则间隔(例如，每10分钟一次、每30分钟一次、每小时一次、每相关事件的持续时间一次)和/或响应于与碳捕获装置相关联的用户的输入(例如，手动地)在该目标位置处连续地收集空气样品；并且在目标持续时间(例如，10分钟、30分钟、1小时、相关事件的持续时间)的空气捕获期内收集这些空气样品。
11.5.1实例：在聚会上的碳捕获
例如，主要用户可能希望购买项链，该项链具有由源自在特定场地的她的婚宴期间收集的空气(例如，环境空气、人类呼吸的空气)的碳产生的金刚石。在婚宴之前，碳捕获装置可以被部署到场地进行设置。在婚宴期间，碳捕获装置可以被配置成通过碳捕获装置的入口连续地或半连续地从场地吸入空气，用于将一定体积的低纯度的二氧化碳混合物收集到一组容器(例如，一个或更多个容器)中。
另外地和/或可选择地，碳捕获装置可以被配置成从在场地处参加婚宴的用户(例如，宾客)的呼吸的空气中捕获一定体积的低纯度的二氧化碳。特别地，用户(例如，宾客)可以在固定的持续时间(例如，1分钟、5分钟、20分钟)的空气捕获期内将装置(例如，面罩)佩戴在他的嘴上。该装置可以包括过滤器，该过滤器被配置成从用户的呼吸的空气中捕获低纯度的二氧化碳混合物。然后，用户可以输入或接收与该用户相关联并且与储存从该用户的呼吸的空气中收集的低纯度的二氧化碳混合物的容器相关联的唯一的源标识符(例如，用户的姓名、用户的电子邮件地址、为用户产生的唯一的代码)。在该实例中，碳捕获装置可以被配置成将从该用户的呼吸的空气中收集的低纯度的二氧化碳混合物储存在对于该用户的呼吸的空气唯一的容器(例如，个人容器)中，或者储存在被配置成储存从参加聚会的多个或所有宾客收集的低纯度的二氧化碳混合物的容器中。
在婚宴的固定的持续时间内，碳捕获装置可以继续从佩戴该装置的另外的用户的呼吸的空气中捕获低纯度的二氧化碳混合物。这些用户中的每一个可以接收与用户相关联并且与储存从用户的呼吸的空气中收集的低纯度的二氧化碳混合物的一组容器中的容器相关联的唯一的源标识符。
另外，一组容器中的每个容器可以包括布置在容器上的唯一的容器标识符(例如，条形码、序列号)。然后可以将这些容器标识符写入为婚宴期间捕获的碳产生的电子样本文件。此外，电子样本可以包括：与场地的位置(例如，地址、地理区域、场地的名称)相关联的位置标识符；与婚宴发生的时间段相对应的时间戳；一组源标识符，每个源标识符与特定用户以及布置在一组容器中的特定容器上的特定容器标识符相关联，所述一组容器储存从特定用户的呼吸的空气中收集的一定体积的低纯度的二氧化碳混合物。因此，通过将低纯度的二氧化碳混合物和所得到的金刚石与位置标识符、一组源标识符和时间戳相关联，主要用户之后可以定位和购买由从在场地的婚宴期间的环境空气和她的婚礼宾客的呼吸的空气中捕获的碳产生的一组金刚石中的金刚石。此外，其他用户(例如，婚礼宾客)之后可以定位和/或购买由从他们中的每个人自身的呼吸的空气中捕获的碳产生的金刚石。
一旦婚宴结束，根据方法S100的方框，储存一定体积的低纯度的二氧化碳混合物的一组容器中的每个容器可以被运送至远程设施以进行进一步加工。例如，碳捕获装置(包括一组容器)可以返回至加工设施。该组容器可以从碳捕获装置中移除以在加工设施处根据方法S100的方框进行加工，和/或运输至二级位置以进行另外的加工。然后，碳捕获装置可以装载第二组清洁的(例如，空的)容器，并且准备重新部署到不同的位置。
如本领域技术人员将从先前的详细描述以及从附图和权利要求书中认识到的，可以在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，对本发明的实施方案进行修改和改变。

Claims (40)

1.一种方法，包括：
·摄入从第一空气样品中提取的第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一混合物输送通过处于第一温度范围内的温度的加压单元以促进所述第一混合物的液化，以产生：
ο第一排气流，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质；和
ο第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述烃混合物中去除杂质的分离单元以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及
·经由化学气相沉积将所述第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。
2.根据权利要求1所述的方法：
·其中将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中去除杂质的所述分离单元以产生所述第二烃混合物包括将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中去除杂质的液化单元，以产生：
ο第二排气流，所述第二排气流包含杂质；和
ο所述第二烃混合物，所述第二烃混合物包含液体烃混合物；
·还包括将所述液体烃混合物转化为气体烃混合物；并且
·其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中包括将所述气体烃混合物沉积在所述金刚石反应器中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一混合物输送通过所述加压单元以产生包含二氧化碳和所述第二浓度的杂质的所述第二混合物包括将所述第一混合物输送通过所述加压单元以产生包含二氧化碳和小于5％并且包括小于十亿分之2的含氮物质的所述第二浓度的杂质的所述第二混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述烃混合物中去除杂质的所述分离单元以产生所述第二烃混合物包括将所述第一烃混合物输送通过被配置成收集所述第一烃混合物中存在的杂质的一组过滤器以产生所述第二烃混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过被配置成收集所述第一烃混合物中存在的杂质的所述一组过滤器以产生所述第二烃混合物还包括：
·响应于所述第一烃混合物的体积降到低于阈值体积，将所述第一烃混合物输送通过被配置成收集所述第一烃混合物中存在的杂质的所述一组过滤器，以产生所述第二烃混合物；以及
·响应于所述第一烃混合物的体积超过所述阈值体积，将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中去除杂质的液化单元，以产生所述第二烃混合物。
6.根据权利要求1所述的方法：
·还包括：
ο在所述加压单元的出口处收集呈液态的所述第二混合物，所述第二混合物在所述加压单元的所述出口处包含少于所述第一浓度的杂质且多于所述第二浓度的杂质的第五浓度的杂质；
ο将所述第二混合物从所述液态转化为气态；以及
ο将呈所述气态的所述第二混合物输送通过过滤器单元，所述过滤器单元被配置成从所述第二混合物中去除包括含氮物质的杂质，所述第二混合物在所述过滤器单元的出口处包含所述第二浓度的杂质；并且
·其中在所述甲烷化反应器中将所述第二混合物与所述含氢物质流混合包括在所述甲烷化反应器中将呈所述气态的所述第二混合物与所述含氢物质流混合。
7.根据权利要求1所述的方法：
·其中摄入所述第一混合物包括摄入包含一定量的二氧化碳的所述第一混合物；并且
·其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中以产生所述第一组金刚石包括将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中以产生限定与所述二氧化碳的量成比例的总克拉量的所述第一组金刚石。
8.根据权利要求7所述的方法：
·其中摄入包含所述一定量的二氧化碳的所述第一混合物包括摄入包含10千克的二氧化碳的所述第一混合物；并且
·其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中以产生限定与所述二氧化碳的量成比例的所述总克拉量的所述第一组金刚石包括将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中以产生限定80克拉的总克拉量的所述第一组金刚石。
9.根据权利要求1所述的方法，其中摄入从所述第一空气样品中提取的所述第一混合物包括：
·在空气捕获期期间收集所述第一空气样品，所述第一空气样品包含第一浓度的二氧化碳；
·经由过滤所述第一空气样品从所述第一空气样品中提取第一量的二氧化碳；
·在室中，加热所述第一量的二氧化碳以产生所述第一混合物，所述第一混合物包含多于所述第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳；
·将所述第一混合物储存在第一容器中；以及
·从所述第一容器中摄入所述第一混合物。
10.根据权利要求9所述的方法：
·其中在所述空气捕获期期间收集所述第一空气样品包括在所述空气捕获期期间在目标位置处收集所述第一空气样品；并且
·还包括：
ο产生电子样本文件；
ο将所述目标位置的位置标识符写入所述电子样本文件；
ο将布置在所述第一容器上的第一标识符写入所述电子样本文件；以及
ο将对应于所述第一组金刚石中的第一金刚石的第一金刚石标识符写入所述电子样本文件。
11.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过所述分离单元还包括：
·响应于在所述甲烷化反应器的出口处所述第一烃混合物的含氮物质浓度超过阈值浓度：
ο将所述第一烃混合物从所述甲烷化反应器输送至吹扫单元，所述吹扫单元被配置成降低所述第一烃混合物的所述含氮物质浓度；以及
ο在所述吹扫单元中，响应于含氮物质浓度降到低于所述阈值浓度，将所述第一烃混合物输送到所述分离单元中；以及
·响应于在所述甲烷化反应器的所述出口处所述第一烃混合物的所述含氮物质浓度降到低于所述阈值浓度，将所述第一烃混合物输送到所述分离单元中。
12.一种方法，包括：
·摄入在空气捕获期期间收集的第一空气样品以提取第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一混合物输送通过被配置成从所述第一混合物中去除杂质的第一液化单元，以产生：
ο第一排气流，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质；和
ο第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第二烃混合物中去除杂质的第二液化单元，以产生：
ο第二排气流，所述第二排气流包含杂质；和
ο第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及
·经由化学气相沉积将所述第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。
13.根据权利要求12所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过所述第二液化单元以产生所述第二烃混合物包括将所述第一烃混合物输送通过所述第二液化单元以产生包含所述第四浓度的杂质的所述第二烃混合物，所述第四浓度的杂质小于1％并且包括小于十亿分之1.2的含氮物质。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：
·将所述第二烃混合物从所述第二液化单元的出口输送通过压缩机，所述第二烃混合物包含：
ο在所述压缩机的入口处的第一浓度的甲烷；和
ο在所述压缩机的出口处的多于所述第一浓度的甲烷的第二浓度的甲烷；
·将所述第二烃混合物从所述压缩机的所述出口输送通过滤筒，所述滤筒被配置成从所述第二烃混合物中提取包括含氮物质的杂质，所述第二烃混合物在所述滤筒的出口处包含多于所述第二浓度的甲烷的第三浓度的甲烷；并且
·其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中包括将所述第二烃混合物从所述滤筒转移至所述金刚石反应器内。
15.根据权利要求12所述的方法，其中摄入在所述空气捕获期期间收集的所述第一空气样品以提取包含二氧化碳和所述第一浓度的杂质的所述第一混合物包括摄入在所述空气捕获期期间收集的所述第一空气样品以提取包含二氧化碳和所述第一浓度的杂质的所述第一混合物，所述第一空气样品限定超过阈值体积的体积。
16.一种方法，包括：
·摄入在空气捕获期期间收集的第一空气样品以提取第一二氧化碳混合物，所述第一二氧化碳混合物包含第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一二氧化碳混合物转移到被配置成从所述第一二氧化碳混合物中去除杂质的液化单元中，以产生：
ο第一排气流，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质；和
ο第二二氧化碳混合物，所述第二二氧化碳混合物包含少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二二氧化碳混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含第三浓度的包括二氧化碳、含氢物质和水的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中捕获包括含氢物质和二氧化碳的杂质的一组过滤器以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及
·经由化学气相沉积将所述第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中包括将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中，所述第二烃混合物包含：
·所述第四浓度的杂质，所述第四浓度的杂质小于5％并且包括小于十亿分之1.2的含氮物质；和
·大于95％的浓度的甲烷。
18.根据权利要求16所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过所述一组过滤器包括：
·将所述第一烃混合物从所述甲烷化反应器输送通过第一膜过滤器，所述第一膜过滤器被配置成从所述第一烃混合物中捕获包括二氧化碳和含氢物质的杂质；以及
·将所述第一烃混合物从所述第一膜过滤器输送通过被配置成从所述第一烃混合物中捕获包括含氮物质的杂质的第二过滤器单元，以产生所述第二烃混合物。
19.根据权利要求16所述的方法：
·其中摄入在所述空气捕获期期间收集的所述第一空气样品以提取所述第一二氧化碳混合物还包括：
ο在所述空气捕获期期间，在目标位置处收集所述第一空气样品，
所述第一空气样品包含第一浓度的二氧化碳；
ο经由过滤所述第一空气样品从所述第一空气样品中提取第一量的二氧化碳；以及
ο在室中，加热所述第一量的二氧化碳以产生所述第一混合物，所述第一混合物包含多于所述第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳；
·其中将所述第一二氧化碳混合物转移到所述液化单元中包括将所述第一二氧化碳混合物储存到第一容器中，所述第一容器被配置成促进所述第一二氧化碳混合物的液化；
·还包括将所述第一容器从所述目标位置运送至第二位置；并且
·其中在所述甲烷化反应器中将所述第二二氧化碳混合物与所述含氢物质流混合以产生所述第一烃混合物包括，在所述第二位置处：
ο从所述第一容器中摄入一定体积的所述第二二氧化碳混合物；以及
ο在所述甲烷化反应器中将所述一定体积的所述第二二氧化碳混合物与所述含氢物质流混合，以产生所述第一烃混合物。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
·产生电子样本文件；
·将对应于所述目标位置的位置标识符写入所述电子样本文件；
·将对应于所述空气捕获期的时间戳写入所述电子样本文件；
·将布置在所述第一容器上的第一标识符写入所述电子样本文件；以及
·将对应于所述第一组金刚石中的第一金刚石的金刚石标识符写入所述电子样本文件。
21.一种方法，包括：
·摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，用于从所述空气样品中收集第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一混合物储存在与所述目标位置相关联的第一容器中；
·将所述第一混合物输送通过加压单元以促进所述第一混合物的液化，以产生：
ο第一排气流，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质；和
ο第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中去除杂质的分离单元，以产生：
ο第二排气流，所述第二排气流包含杂质；和
ο第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及
·经由化学气相沉积将所述第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
·产生电子样本文件；
·将所述目标位置的位置标识符写入所述电子样本文件；以及
·将布置在所述第一容器上的第一标识符写入所述电子样本文件。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：
·访问分配至所述第一组金刚石中的第一金刚石的第一金刚石标识符；以及
·将所述第一金刚石标识符写入所述电子样本文件。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括使所述第一金刚石雕刻有所述第一金刚石标识符。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括将第一电子样本文件上传到数据库，所述数据库包含对应于一组空气样品的一组电子样本文件。
26.根据权利要求22所述的方法：
·还包括将所述第二烃混合物储存在与所述目标位置相关联的第二容器中；
·其中将所述第二烃混合物沉积在所述金刚石反应器中包括将所述第二烃混合物从所述第二容器内转移至所述金刚石反应器内；以及
·还包括将布置在所述第二容器上的第二标识符与所述电子样本文件相关联。
27.根据权利要求22所述的方法，还包括将对应于所述空气捕获期的时间戳写入所述电子样本文件。
28.根据权利要求22所述的方法，还包括将对应于选自包括环境空气和人类呼吸的空气的组的第一源的源标识符写入所述电子样本文件。
29.根据权利要求28所述的方法，其中将对应于选自包括环境空气和人类呼吸的空气的组的所述第一源的所述源标识符写入所述电子样本文件包括将对应于包括用户的呼吸的空气的所述第一源的源标识符写入。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括响应于产生所述第一组金刚石中的第一金刚石：
·基于所述源标识符访问对应于所述用户的一组用户配置文件中的用户配置文件；
·访问储存在所述用户的所述用户配置文件中的一组联系人信息；
·产生指示产生所述第一金刚石的通知；以及
·经由所述一组联系人信息向所述用户发送所述通知。
31.根据权利要求22所述的方法，还包括：
·将所述一组金刚石中的第一亚组金刚石储存在第三容器中；以及
·将布置在所述第三容器上的金刚石标识符与所述电子样本文件相关联。
32.一种方法，包括：
·摄入在空气捕获期期间收集的空气样品，用于从所述空气样品中提取第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一混合物输送通过处于第一温度范围内的温度的加压单元以促进所述第一混合物的液化，以产生：
ο第一排气流，所述第一排气流包含包括含氮物质的杂质；和
ο第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中去除杂质的分离单元，以产生：
ο第二排气流，所述第二排气流包含杂质；和
ο第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；以及
·经由化学气相沉积将最终的烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石。
33.根据权利要求32所述的方法，其中摄入在所述空气捕获期期间收集的所述空气样品用于从所述空气样品中提取所述第一混合物包括：
·在所述空气捕获期期间，在目标位置处收集所述空气样品，所述空气样品包含第一浓度的二氧化碳；以及
·将所述空气样品输送通过一组过滤器以从所述空气样品中提取所述第一混合物，所述第一混合物包含多于所述第一浓度的二氧化碳的第二浓度的二氧化碳。
34.根据权利要求32所述的方法，其中将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述烃混合物中去除杂质的所述分离单元以产生所述第二排气流和所述第二烃混合物包括将所述第一烃混合物输送通过被配置成促进所述第一烃混合物的液化的所述分离单元以产生所述第二排气流和所述第二烃混合物。
35.根据权利要求34所述的方法：
·其中将所述第一烃混合物输送通过被配置成促进所述第一烃混合物的液化的所述分离单元以产生所述第二排气流和所述第二烃混合物包括响应于所述第一烃混合物的体积超过阈值体积，将所述第一烃混合物输送通过被配置成促进所述第一烃混合物的液化的所述分离单元以产生所述第二排气流和所述第二烃混合物；以及
·还包括响应于所述第一烃混合物的体积降到低于所述阈值体积，将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中收集杂质的一组过滤器以产生所述第二烃混合物。
36.根据权利要求32所述的方法：
·其中摄入所述空气样品以便收集从所述空气样品中提取的所述第一混合物包括：
ο摄入在目标位置处在空气捕获期期间的所述空气样品；
ο从所述空气样品中提取所述第一混合物；以及
ο将所述第一混合物储存在第一容器中；并且
·还包括：
ο产生电子样本文件；
ο将所述目标位置的位置标识符写入所述电子样本文件；
ο将布置在所述第一容器上的第一标识符与所述电子样本文件相关联；以及
ο将对应于所述第一组金刚石中的第一金刚石的金刚石标识符写入所述电子样本文件。
37.根据权利要求36所述的方法，还包括：
·将对应于所述空气捕获期的时间戳写入所述电子样本文件；以及
·将对应于所述空气样品的源的源标识符写入所述电子样本文件。
38.一种方法，包括：
·摄入在目标位置处在空气捕获期期间捕获的空气样品，以便从所述空气样品中收集第一混合物，所述第一混合物包含二氧化碳和第一浓度的包括含氮物质的杂质；
·将所述第一混合物输送通过加压单元以促进所述第一混合物的液化以产生第二混合物，所述第二混合物包含二氧化碳和少于所述第一浓度的杂质的第二浓度的杂质；
·在甲烷化反应器中，将所述第二混合物与含氢物质流混合以产生第一烃混合物，所述第一烃混合物包含烃和第三浓度的包括含氮物质、二氧化碳和含氢物质的杂质；
·将所述第一烃混合物输送通过被配置成从所述第一烃混合物中分离杂质的分离单元以产生第二烃混合物，所述第二烃混合物包含烃和少于所述第三浓度的杂质的第四浓度的杂质；
·将所述第二烃混合物沉积在容纳一组金刚石籽晶的金刚石反应器中，以产生第一组金刚石；以及
·经由计算机系统：
ο产生所述空气样品的电子样本文件；
ο将所述目标位置的位置标识符写入所述电子样本文件；以及
ο将对应于所述第一组金刚石中的第一金刚石的金刚石标识符写入所述电子样本文件。
39.根据权利要求38所述的方法，还包括：
·其中摄入在所述目标位置处在所述空气捕获期期间捕获的所述空气样品以便从所述空气样品中收集所述第一混合物包括：
ο摄入在所述目标位置处在空气捕获期期间捕获的所述空气样品，以从所述空气样品中提取所述第一混合物；和
ο将所述第一混合物收集在第一容器中；并且
·还包括将布置在所述第一容器上的第一标识符写入所述电子样本文件。
40.根据权利要求38所述的方法：
·其中摄入在所述目标位置处在所述空气捕获期期间捕获的所述空气样品以便收集所述第一混合物包括，在初始期期间，摄入在所述目标位置处在所述空气捕获期期间捕获的所述空气样品以便收集所述第一混合物；
·其中将所述第一混合物输送通过所述加压单元以促进所述第一混合物的液化以产生所述第二混合物包括，在所述初始期期间，将所述第一混合物输送通过所述加压单元以促进所述第一混合物的液化以产生所述第二混合物；
·还包括，在所述初始期期间：
ο将所述第二混合物储存在第一容器中；
ο将布置在所述第一容器上的第一标识符写入所述电子样本文件；和
ο将所述第一容器从所述目标位置运送至第二位置；并且
·其中在所述甲烷化反应器中将所述第二混合物与所述含氢物质流混合以产生所述第一烃混合物包括，在所述第二位置处：
ο将所述第二混合物从所述第一容器内转移至所述甲烷化反应器内；和
ο在所述甲烷化反应器中，将所述第二混合物与所述含氢物质流混合以产生所述第一烃混合物。
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