金属增压法将数十亿吨有害的二氧化碳埋入海底数百年

2021年10月04日 07:35 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

减少我们大气中的有害气体的数量,以减缓气候变化的步伐是一场国际性的竞赛,而做到这一点的一个方法是通过碳捕获和封存--从空气中吸出碳并将其掩埋。然而,在这一点上,现在的技术限制只让我们我们捕获了对气候变化产生影响所需的碳的很一小部分。

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德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员与埃克森美孚公司合作,取得了一项新的发现,可能会在很大程度上改变这种状况。他们已经找到了一种方法,可以为基于二氧化碳的晶体结构的形成提供超强动力,有朝一日可以将数十亿吨的碳储存在海底,时间可以长达数百年。

科克雷尔工程学院沃克机械工程系副教授Vaibhav Bahadur(VB)说:"我认为碳捕获就像是给地球上保险,"他是ACS可持续化学与工程杂志上一篇关于该研究的新论文的主要作者。"现在仅仅做到碳中和是不够的,我们需要做到负碳,以消除过去几十年来对环境造成的破坏。"

这些结构被称为水合物,当二氧化碳与水在高压和低温下混合时形成。水分子重新定位,作为笼子捕获二氧化碳分子。

但是这个过程启动得非常慢--可能需要几个小时甚至几天才能开始反应。研究小组发现,通过在反应中加入镁,水合物的形成速度比目前使用的最快速的方法快3000倍,快到甚至只有1分钟。这是有记录以来最快的水合物形成速度。

"今天最先进的方法是使用化学品来促进反应,"Bahadur说。"这很有效,但速度较慢,而且这些化学品很昂贵,对环境不友好。"

水合物在反应皿中形成,在实践中,这些反应装置可以被部署到洋底。利用现有的碳捕获技术,二氧化碳将被从空气中提取并被带到水下反应器中,水合物将在那里生长。这些水合物的稳定性减少了其他碳储存方法中存在的泄漏威胁,例如将其作为气体注入废弃的气井中。

想出如何减少大气中的碳是目前世界上最大的问题。世界上只有少得可怜的几个研究小组在研究二氧化碳水合物作为一种潜在的碳储存方案。

Bahadur表示:"我们只捕获了到2050年我们所需要捕获的碳量的大约一半。这告诉我,在捕获和储存碳的技术领域还有很多可以研究的空间。"

巴哈杜尔自2013年来到UT Austin以来,一直致力于水合物的研究。这个项目是埃克森美孚和UT Austin的能源研究所之间研究合作的一部分。

研究人员和埃克森美孚公司已经提交了一份专利申请,以使他们的发现商业化。接下来,他们计划解决效率问题--增加反应过程中转化为水合物的二氧化碳量--并建立水合物连续生产的可能。

了解更多:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c03041

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