Ученые нашли способ эффективно удалять углекислый газ из атмосферы Земли, используя для этого камни.

Химики из Стэнфордского университета создали простой и недорогой метод удаления углекислого газа (CO2) из атмосферы Земли с использованием неожиданного ресурса: камней. Авторы исследования подчеркивают, что технология достаточно проста и потенциально экономична, но ее необходимо масштабировать для достижения значительных результатов, сообщает IFLScience.

Процесс включает нагревание обычных минералов, в результате чего они становятся материалами, которые спонтанно извлекают углерод из атмосферы и надежно его удерживают. Особенно удивительно, что реактивные материалы можно производить в стандартных печах, таких как те, что используются для изготовления цемента.

На данный момент ученые сосредоточены на разработке систем для удаления CO2 из земной атмосферы, но часто акцентируют внимание либо на улучшении, либо на расширении технологий прямого улавливания воздуха. Эти системы используют большие вентиляторные панели для прокачки окружающего воздуха через химические вещества, либо применяют другие методы для удаления CO2. Технология постоянно развивается, однако по-прежнему сталкивается с ограничениями из-за высоких затрат на электроэнергию. Поэтому ученые начали искать альтернативные решения, обратившись к обширным запасам силикатных минералов на планете.

По словам профессора химии в Стэнфордской школе гуманитарных и естественных наук Мэтью Канана, на Земле имеется неисчерпаемый запас минералов, способных удалять углекислый газ из атмосферы. Однако эти минералы не реагируют достаточно быстро для решения проблемы выбросов парниковых газов. Команда утверждает, что их новое исследование решает эту проблему с потенциалом для масштабирования.

Силикаты — это распространенная группа породообразующих минералов, которые составляют основу земной коры и мантии. При взаимодействии с водой и атмосферным CO2 силикаты образуют стабильные ионы бикарбоната и твердые карбонатные минералы в процессе, известном как выветривание.

Хотя естественный процесс может занять от сотен до тысяч лет, в новом исследовании ученые нашли способ значительно ускорить реакцию. Команда разработала совершенно новый метод преобразования медленно выветривающихся силикатов в более реактивные минералы, которые быстрее захватывают углерод и более эффективно его хранят.

Профессор Канан отмечает, что они с коллегами смогли представить новую химию для активации инертных силикатных минералов с помощью простой ионообменной реакции. Команда была поражена тем, насколько эффективной оказалась новая технология.

В своих усилиях по борьбе с глобальным потеплением исследователи подчеркивают необходимость радикального снижения зависимости от ископаемого топлива и удаления миллиардов тонн углерода из атмосферы. Эта новая разработка может помочь в достижении этой цели.

Новый подход был вдохновлен предыдущими методами и требует лишь половины энергии, необходимой для современных технологий прямого захвата воздуха. Ученые также полагают, что технология может быть конкурентоспособной по стоимости. Процесс начинается с нагрева известняка в печи, превращая его в оксид кальция, который затем смешивается с песком, становясь ключевым компонентом цемента.

Во время своих лабораторных экспериментов команда использовала аналогичный процесс, но вместо песка применяла другой минерал, содержащий ионы магния и силиката. При нагревании минералы обмениваются ионами и превращаются в оксид магния и силикат кальция — два щелочных минерала, которые быстро реагируют на кислотный CO2 в воздухе.

Авторы исследования протестировали технологию в лабораторных условиях, а затем в естественной среде: процесс занял от нескольких недель до нескольких месяцев, что все равно в тысячи раз быстрее, чем при обычном выветривании.

На сегодняшний день лаборатория Канана производит около 15 килограммов материала в неделю, однако ученые уверены, что их разработку можно будет масштабировать до миллионов тонн в год.