研究人員透過注入火山岩將二氧化碳(CO2)轉化為固體岩石玄武岩用加壓液態二氧化碳衝擊岩石,讓自然化學反應引發轉變。
這項技術需要兩年的時間才能實現,為科學家提供了另一種捕獲和儲存人類過量二氧化碳的選擇。抽入大氣中– 有一天可能會擴大規模,以消除循環中的大量碳。
該研究由美國能源部太平洋西北國家實驗室 (PNNL) 的一個團隊進行,並建立在在冰島進行了類似的實驗今年早些時候,該公司將二氧化碳溶解在水中並將其註入玄武岩地層中。
在最新的研究中,使用了未稀釋的二氧化碳,並且一次儲存了更多的二氧化碳:1,000噸液態二氧化碳。
PNNL 團隊已經證明化學反應可能發生在實驗室條件下,但直到現在,他們還不知道在現實世界中反應需要多長時間。
“現在我們知道這種礦物捕集過程可以非常快地發生,這使得在這些地層中儲存二氧化碳變得安全,”研究員皮特·麥格雷爾說。 “我們現在知道,在短時間內,二氧化碳將被永久捕獲。”
在實地研究中,研究人員將液態二氧化碳注入華盛頓州瓦盧拉鎮附近地下約 900 公尺(2,952 英尺)的硬化熔岩流中。
在這個深度,包括鈣、鐵和鎂在內的礦物質構成了玄武岩地層的一部分。這些礦物質變得不穩定,然後在二氧化碳產生的酸性條件下溶解。
溶解的礦物質與二氧化碳反應形成碳酸鹽材料鐵白雲石,這類似於石灰岩,並與玄武岩結合。
您可以看到上圖所示範例中由白色區域標示的最終結果。
將二氧化碳轉化為岩石的同時這不是一個新主意,科學家們是努力製定流程更快、更有效率——正如最初的估計預測的這些反應可能需要數千年的時間。
玄武岩遍布世界各地,包括北美和冰島,這就是該技術可以成為處理過量二氧化碳的有效方法的原因之一。
但在我們對將所有多餘的碳輸送到地下感到興奮之前,仍有一些問題需要解決。
捕獲碳仍然相對昂貴,科學家不確定這些實驗最終會擴大規模,特別是隨著越來越多的現有玄武岩地層變成碳酸鹽。
接下來的問題是如何準確測量玄武岩實際提供的儲存容量。
科學家最近發現,我們對另一種碳儲存方法——土壤吸收和儲存二氧化碳的自然能力——的計算是高估了高達 40%。
因此,在宣布我們對碳的所有擔憂之前,我們需要等待進一步的測試,但這是一個有前途的研究領域,它給我們帶來了一個難以超越的最終結果:二氧化碳以安全和固體的形式存在於地下深處。大氣層或海洋。
“[二氧化碳]不會洩漏,它沒有地方可以去,它會回到堅硬的岩石,”麥格雷爾解釋道。 “沒有比這更安全或更永久的存儲機制了。”
研究結果發表於環境科學與技術通訊。