Tüm gezegen ısınan sera gazları insan aktivitesinin atmosfere salındığı karbondioksit En önemli emisyon. Bu nedenle, uzmanlar, fosil yakıt kullanımımızı büyük ölçüde düşürmenin yanı sıra, karbondioksiti (CO2) atmosferden aktif olarak çıkarmamız gerektiğini öne sürdü. Bununla birlikte, karbon yakalama teknolojisi olarak bilinen şey genellikle pahalı ve/veya enerji yoğundur ve karbon depolama çözümlerini gerektirir.
Şimdi, Stanford Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şaşırtıcı derecede pratik bir strateji önerdiler: Rock’ları bizim için yapıyor.
Şaka yapmıyorlar. Stanford kimyagerleri Matthew Kanan ve Yuxuan Chen, mineralleri CO2’yi emen malzemelere dönüştürmek için ısı kullanan bir süreç geliştirdiler. Ayrıntılı olduğu gibi çalışmak Çarşamba günkü dergide yayınlandı Doğasüreç pratik ve düşük maliyetlidir. Buna ek olarak, Kanan ve Chen’in çok yararlı kayaları, ortak bir tarım uygulamasının ihtiyaçlarını karşılayabilir ve iki kuşu bir taşla vurabilir.
Çalışmanın kıdemli yazarı Kanan, “Dünya, CO2’yi atmosferden çıkarabilen tükenmez bir mineral kaynağına sahip, ancak insan sera gazı emisyonlarına karşı koymak için yeterince hızlı tepki vermiyorlar.” Dedi. Stanford ifade. “Çalışmamız bu sorunu benzersiz bir şekilde ölçeklenebilir olduğunu düşündüğümüz şekilde çözüyor.”
Bilim adamları, onlarca yıldır, bazı kayaların CO2’nin doğal emilimini hızlandırmanın yollarını incelediler, bu da binlerce yıl olmasa da yüzlerce sürebilen bir süreç. Kanan ve Chen, silikatlar adı verilen yaygın yavaş yataklı mineralleri hızlı yakışıklı minerallere dönüştürerek kodu kırmış gibi görünüyor.
“İnert’i etkinleştirmek için yeni bir kimya öngördük [not chemically reactive] Basit bir iyon değişim reaksiyonu ile silikat mineralleri, ”diye açıkladı Chen. İyonlar, elektrik yüklü atomlar veya atom gruplarıdır. “Bunun olduğu kadar iyi çalışmasını beklemiyorduk.”
Kanan ve Chen, bir fırın veya fırının kireçtaşı (sedimanter bir kaya) kalsiyum oksit adı verilen ve daha sonra kumla karıştırılan reaktif bir kimyasal bileşiğe dönüştürdüğü çimento üretiminden ilham aldı. Kimyagerler bu işlemi çoğalttılar, ancak magnezyum silikat adı verilen bir malzeme için kum değiştirdiler. Magnezyum silikat, ısı ile iyonları değiştiren ve magnezyum oksit ve kalsiyum silikat’a dönüştüren iki mineral içerir: hızla havalandıran mineraller.
“Süreç bir çarpan görevi görür,” dedi Kanan. “Bir reaktif mineral, kalsiyum oksit ve az ya da çok inert olan bir magnezyum silikat alıyorsunuz ve iki reaktif mineral üretiyorsunuz.”
Sonuçlarını test etmek için Kanan ve Chen, ıslak kalsiyum silikat ve magnezyum oksiti havaya maruz bıraktılar. Haftalardan aylara kadar karbonat minerallerine – ayrışmanın sonucu – dönüştüler.
Kanan, “CO2’yi ortam havasından çıkarmak için büyük kara alanlarına magnezyum oksit ve kalsiyum silikat yayılmasını hayal edebilirsiniz” dedi. “Şu anda test ettiğimiz heyecan verici bir uygulama onları tarımsal toprağa ekliyor.” Bu uygulama, çok asidik olduğunda toprağa kalsiyum karbonat ekleyen çiftçiler için pratik olabilir: liming adı verilen bir çözüm.
“Ürünümüzü eklemek, her iki mineral bileşeni de alkalin olduğu için kireçleme ihtiyacını ortadan kaldıracaktır [basic, as opposed to acidic]”Diye açıkladı Kanan. “Buna ek olarak, kalsiyum silikat hava koşulları olarak, bitkilerin alabileceği bir formda toprağa silikonu serbest bırakır, bu da mahsul verimlerini ve esnekliğini artırabilir. İdeal olarak, çiftçiler bu mineralleri ödeyeceklerdir, çünkü çiftlik verimliliği ve toprağın sağlığı için faydalıdırlar – ve bonus olarak karbon çıkarma var. ”
Yaklaşık bir ton magnezyum oksit ve kalsiyum silikat, atmosferden bir ton CO2’yi emebilir ve bu da, fırınların kendileri tarafından yayılan CO2’yi diğer karbon yakalama teknolojilerinde kullanılan enerjinin yarısından daha azını gerektiren hesaplayabilir.
Bununla birlikte, bu çözeltinin etkili bir seviyeye ölçeklenmesi, yılda milyonlarca ton magnezyum oksit ve kalsiyum silikat gerektirecektir. Bununla birlikte, Chen, olivin veya serpantin gibi magnezyum silikatların doğal rezervleri tahminlerinin doğru olması durumunda, insan tarafından emilen tüm atmosferik CO2’yi ve sonra bazılarını çıkarmak için yeterli olacağına dikkat çeker. Ek olarak, silikatlar maden atıklarından (madencilik artıkları) kurtarılabilir.
Kanan, “Toplum yılda milyarlarca ton çimento üretileceğini zaten anladı ve çimento fırınlarının onlarca yıl boyunca koşması” dedi. “Bu öğrenimleri ve tasarımları kullanırsak, laboratuvar keşifinden anlamlı bir ölçekte karbon çıkarmaya nasıl gideceğiniz için net bir yol var.”
