斯坦福大學的化學家開發了一種低成本的方法來去除二氧化碳（CO2）使用不太可能的來源從氣氛中：岩石。
該過程涉及加熱常見的礦物質，因此它們轉化為自發從大氣中拉碳並永久包含碳的材料。更令人印象深刻的是，這些反應性材料可以在正常的窯爐中製成，就像用來製作水泥的窯爐一樣。
目前正在探索各種途徑來刪除CO2從使用工程系統的氣氛中，這些大氣通常集中於改進和擴展技術直接空氣捕獲- 哪些使用大型風扇的面板通過化學藥品或其他工藝驅動環境空氣來刪除CO2。這些技術雖然有所改進，但在他們的方面仍然有限。相反，研究人員已經開始轉向捕獲CO2，，通過轉向地球的巨大矽酸鹽礦物質。
斯坦福大學化學教授馬修·卡南（Matthew Kanan）馬修·卡南（Matthew Kanan人文和科學的關於陳述。
“我們的工作以一種我們認為獨特可擴展的方式解決了這個問題。”
矽酸鹽是一組岩石形成的礦物，包括地球的基礎和地幔。當他們與水和大氣CO反應時2，通過稱為風化的過程，矽酸鹽形成穩定的碳酸氫鹽離子和固體碳酸鹽礦物質。
本質上，這可能需要數百到幾千年的時間，但是斯坦福大學的博士後學者卡南（Kanan）和Yuxuan Chen（Yuxuan Chen）和研究的主要作者找到了一種加快反應的方法，開發了一種新的過程，以轉化緩慢的威力速度。將矽酸鹽變成更快地捕獲和存儲大氣碳的反應性礦物質。
“我們設想了一種新的化學反應，可以通過簡單的離子交換反應激活惰性矽酸鹽礦物質，”陳在博士學位期間開發了該技術。 “我們沒想到它會和它一樣運行。”
為了克服全球變暖的努力，研究人員強調，我們將需要從根本上降低我們對並永久從大氣中清除數十億噸碳。這一新發展可能會促進這一目標。
卡南解釋說：“我們的過程將需要領先的直接空氣捕獲技術所用的能量的一半，我們認為從成本的角度來看，我們可以非常競爭。”
舊的想法使新技術成為
新方法的靈感來自一種舊方法：製作水泥的方法。這開始在窯中加熱石灰石，將其轉換為氧化鈣，然後將其與沙子混合，成為。
在他們的實驗室研究中，Kanan和Chen採用了類似的過程，但用另一種含鎂和矽酸鹽離子的礦物代替了沙子。加熱時，礦物質交換離子並成為氧化鎂和矽酸鈣，這是兩個鹼性礦物質，它們迅速對酸性CO反應2在空中。
“該過程充當乘數，”卡南解釋說。 “您採用一種或多或少的惰性礦物質，一種反應性礦物質，氧化鈣和一個矽酸鹽，並產生兩個反應性礦物質。”
在實驗室測試中，將矽酸鈣和氧化鎂暴露於水和純CO2，兩種材料轉變為碳酸鹽礦物質，碳在短短兩個小時內就被困在裡面。
當然，實驗室條件與戶外情況不同。進行更現實的測試，團隊將礦物的濕樣品直接暴露在空氣中，該樣品的濃度明顯降低2在其中。在這些條件下的過程需要數周到幾個月的時間，但是它比自然風化的速度要快數千倍。
申請
“您可以想像將氧化鎂和矽酸鈣擴散到大土地上以去除CO2來自環境空氣，”卡南說。 “我們現在正在測試的一個令人興奮的應用程序是將它們添加到農業土壤中。當它們天氣下，礦物質變成了碳酸氫鹽，這些碳酸鹽可以通過土壤移動並永久存儲在海洋中。”
這種方法可能還可以使農民受益，農民經常使用稱為“石灰”的過程來增加碳酸鈣來增加土壤pH。
他解釋說：“加上我們的產品將消除對石灰的需求，因為這兩個礦物質都是鹼性的。” “此外，作為矽酸鹽風雨，它以植物可以佔用的形式將矽釋放到土壤中，從而可以提高作物產量和彈性。理想情況下，農民會為這些礦物付費，因為它們對農場生產力和土壤健康有益 - 作為獎勵，有碳去除碳。”
未來計劃
目前，Kanan的實驗室每周可以創造約15公斤（約33磅）的材料。但是，為了改變，該產品每年需要擴展多達數百萬噸。
但是團隊認為，現有的窯爐也可以通過使用採礦中留下的矽酸鹽礦物質來產生混合物。
陳說：“每年，全世界都會產生超過4億噸的帶有合適矽酸鹽的地雷尾礦，提供潛在的原材料來源。” “據估計，地球上有超過100,000吉頓的橄欖石和蛇形儲量，足以永久刪除更多的CO2比人類發出的。”
卡南（Kanan）現在正在尋找開發不持續的窯爐的方法化石燃料至少在這項工作中有所幫助。
卡南說：“社會已經弄清楚瞭如何每年生產數十億噸水泥，水泥窯數十年來。” “如果我們使用這些學習和設計，那麼如何從實驗室發現到有意義的碳去除碳就有一條清晰的途徑。”
該研究發表在自然。
