Ученые из Стэнфорда предложили революционный способ удаления углекислого газа из атмосферы, основанный на естественном процессе выветривания горных пород. Они смогли активировать распространенные минералы, ускоряя их способность связывать CO2 при комнатной температуре. Новый метод не является самым быстрым, но он обещает недорогое и относительно простое решение проблемы выбросов углерода по всему миру.
Выветривание — это природный процесс, при котором силикаты в горных породах вступают в реакцию с водой и углекислым газом, превращаясь в карбонаты. В естественных условиях он занимает тысячи лет, но специалисты нашли способ значительно ускорить его, нагревая смесь оксида кальция, полученного из известняка, магния и силикатов. В результате образуются оксид магния и силикат кальция, которые быстро вступают в реакцию с CO2.
В лабораторных условиях ученые сначала обрабатывали минералы водой и чистым углекислым газом — в таком случае на захват CO2 уходило всего два часа. Затем они провели эксперимент с воздействием обычного воздуха на влажные образцы. В этом случае процесс занял несколько недель, но он происходил при комнатной температуре и все равно оказался в тысячи раз быстрее естественного выветривания.
Профессор химии Стэнфордского университета Мэтью Канан предлагает использовать этот метод на сельскохозяйственных угодьях. Распыление оксида магния и силиката кальция на поверхность почвы не только позволит удалить лишний CO2 из воздуха, но и принесет дополнительные аграрные выгоды. По мере выветривания минералы образуют бикарбонаты, которые проникают в почву и со временем попадают в океан, обеспечивая долговременное хранение углерода.
Кроме того, этот процесс может заменить известкование, которое фермеры используют для регулирования pH почвы. Силикат кальция выделяет кремний в усваиваемой растениями форме, повышая тем самым урожайность и устойчивость культур. Это делает метод привлекательным для сельхозпроизводителей, которые могут сами оплачивать минерализацию почв, которая параллельно будет способствовать удалению углерода из воздуха.
По оценкам исследователей, масштабировать эту технологию для глобального применения можно уже сейчас. Сырьем для улавливающих углерод минералов могут служить оливин и серпентин, которых на Земле более 100 000 гигатонн — гораздо больше, чем всего выброшено CO2 за всю историю человечества. Кроме того, ежегодно горнодобывающая промышленность производит более 400 миллионов тонн отходов с подходящими для применения в этой технологии силикатами. Процесс активации минералов требует нагрева до 1300 , что на первый взгляд может показаться энергозатратным. Однако исследователи утверждают, что их метод потребляет менее половины энергии, необходимой для существующих технологий прямого захвата воздуха.
Ранее мы рассказывали, зачем углекислый газ нужен химии и как его использовать.
