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应对全球变暖新招数:依靠矿石吸收二氧化碳

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-08-30 17:38:25

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随着越来越多的二氧化碳继续集中在我们的大气中,并对我们的气候造成严重破坏,科学家们正在拼命寻找解决方案。一些人正在寻找方法来限制我们从烟囱、排气管等排放的温室气体;而其他人的努力则低调很多,他们的目标是使已经覆盖地球的温室气体变薄。

加拿大的一组研究人员采用了后一种方法,他们可能发现了一个新颖而古老的想法:利用并加速岩石的碳吸收能力。

“我们必须学会如何从大气中去除二氧化碳,因为我们已经在大气中投入了太多这些气体了,”没有参与这项研究的罗杰·埃因斯(Roger Aines)说,他是劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)能源项目高级科学家,“让一切电气化,让一切变得可再生,我们必须得这么做,但这样还远远不够。

换句话说,向这个问题扔石头还真可能会对这个问题造成很大影响。

海洋、土壤和树木并不是自然界用来捕获和储存二氧化碳的唯一工具。矿物质也会吸收气体,

一立方千米的岩石(大约有一座中等大小的山那么大)中含有?镁石和其他碳酸盐矿物,就能锁住10亿吨的二氧化碳。

但矿物质吸收气体需要很长的一段时间,远远跟不上全球二氧化碳排放的速度,据估计,全球二氧化碳排放量每年约为400亿吨。

现在,加拿大的团队设计了一个配方,加快菱镁石的形成,或碳酸镁,所需时间从自然的数百或数千年减少到在实验室里的72天。关键成分:微小的聚苯乙烯微球——基本上是涂有带电分子的乳胶珠子,它可以帮助创建镁离子和碳酸根离子。

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在这张用扫描电子显微镜拍摄的照片中,微小的菱镁矿晶体正在形成。

与地球表面常见的其他碳酸盐矿物相比,菱镁矿特别难形成,因而是化学诱骗的理想目标。一旦形成,这种矿物就非常稳定。一吨的菱镁矿可以安全地储存大约半吨的二氧化碳。

加拿大特伦特大学(Trent University)环境地球化学家伊恩·鲍尔(Ian Power) 8月14日在波士顿举行的地球化学学会戈德施密特(Goldschmidt)会议上介绍了他的团队的研究,他认为这是一种储存二氧化碳的非常理想的方法。

气候模型显示,到2050年,全球每年需要从大气中清除100亿吨二氧化碳,约为地球上所有人类体重的20倍。因此,科学家们一直在研究各种各样的碳封存策略。

例如,加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的一个研究小组正致力于植树造林和向土壤中储存碳。哈佛大学的工程师们正在测试直接从空气中吸收温室气体的机器。Aines指出,每一种策略都有其优点,而且都价格不菲。他说:“但是,如果你能采取一个已经正在进行的过程,并鼓励它更快地实现,你也许就能负担得起。”

更重要的是,这些乳胶珠在实验室的室温下催化了菱镁矿的产生,同时它们还保持完整,可以准备再次使用。(众所周知,较高的温度会加速菱镁矿的生产,但增加热量意味着增加成本和能源,可能会产生适得其反的二氧化碳释放。)

“这种方法的可能性绝对值得研究,”Aines说,“它会起作用的,问题只是有多好、有多快而已。”

加州大学圣克鲁斯分校海洋科学研究所研究员格雷格·劳(Greg Rau)对菱镁矿的研究则更为谨慎,Rau说,虽然研究结果很“振奋人心”,但这对于碳储存来说不见得是一个真正的突破。”但这还有待商榷,他建议,在进一步的细节到来之前,我们还不能确定这项技术在实验室之外应用的情况。

根据Power和Aines所说,有可能使用这些珠子来提高矿石形成速度,降低在工业反应堆中制造菱镁矿的成本。这些珠子还可能加速碳酸盐岩矿物的地下形成,特别是如果与新兴技术相结合的话,比如冰岛碳固定项目(CarbFix project)试验的一种注入方法。Power和Aines同时注意到我们可以利用生产出来的矿石,虽然在这一点上也是推测性的,到是这样做可能会使得岩石被用于建筑材料或道路中,从而增加了该策略的可行性。

“最大的挑战是在经济上做到这一点,并拥有政治意愿,”Power说,他强调为碳定价的重要性,以推动创新和大规模实施碳捕捉和储存的想法。“我坚信我们需要有很多很多的解决方案来真正应对气候变化。我不认为会有一种灵丹妙药。

“这就像一场大战,”Aines说“在这一过程中我们会有巨大的损失。但我们会赢的。”

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