Прорив у видаленні вуглекислого газу з атмосфери Землі: науковці планують використовувати каміння.

Хіміки зі Стенфордського університету розробили простий та недорогий спосіб видалення вуглекислого газу (CO2) з атмосфери Землі, використовуючи несподіване джерело: каміння. Автори дослідження зазначають, що технологія досить проста та потенційно дешева, однак її потрібно буде масштабувати, щоб отримати результат, пише IFLScience.

Технологія передбачає нагрівання звичайних мінералів, внаслідок чого вони перетворюються на матеріали, які спонтанно витягують вуглець з атмосфери планети та назавжди утримують його. Ще більш вражаючим є те, що реактивні матеріали, по суті, можна виробляти в звичайних печах, наприклад, тих, що використовуються для виробництва цементу.

Сьогодні вчені зосереджені на пошуку шляхів видалення CO2 з земної атмосфери за допомогою інженерних систем, але вони часто фокусуються або на покращенні, або на масштабуванні технологій прямого захоплення повітря. Ці системи використовують панелі великих вентиляторів для пропускання навколишнього повітря через хімікати, або інші процеси для видалення CO2. Технологія постійно вдосконалюється, однак все ще залишається обмеженою через високі витрати на електроенергію. В результаті вчені зосередилися на пошуку альтернативних шляхів, звернувшись до величезних запасів силікатних мінералів планети.

За словами професора хімії в Стенфордській школі гуманітарних і природничих наук Метью Канана, на Землі є невичерпний запас мінералів, здатних видаляти вуглекислий газ з земної атмосфери. На жаль, ці мінерали не реагують достатньо швидко, щоб вирішити проблему викидів парникових газів. Команда зазначає, що їхня нова робота вирішує цю проблему способом, який можна масштабувати.

Силікати — це поширена група породоутворюючих мінералів, що складають основу земної кори та мантії. При реакції з водою та атмосферним CO2 силікати утворюють стабільні іони бікарбонату та тверді карбонатні мінерали в процесі, відомому як вивітрювання.

Природний процес може займати від сотень до тисяч років, однак у новій роботі вчені знайшли спосіб суттєво прискорити реакцію. Команда розробила абсолютно новий процес перетворення повільно вивітрюваних силікатів на значно більш реактивні мінерали, які швидше захоплюють вуглець і зберігають його ефективніше.

За словами професора Канана, їм з колегами вдалося представити нову хімію для активації інертних силікатних мінералів за допомогою простої іонообмінної реакції. Команда була здивована, наскільки ефективною виявилася нова технологія.

У спробах подолати глобальне потепління дослідники підкреслюють, що нам потрібно буде як радикально знизити нашу залежність від викопного пального, так і назавжди видалити мільярди тонн вуглецю з атмосфери. Ця нова розробка може сприяти досягненню цієї мети.

Новий підхід був натхненний старим і вимагає лише половини енергії, що використовується провідними технологіями прямого захоплення повітря. Вчені також вважають, що технологія може бути конкурентоспроможною з точки зору витрат. Процес починається з нагрівання вапняку в печі, перетворюючи його на оксид кальцію, який потім змішують із піском, щоб стати ключовим компонентом цементу.

Під час своїх лабораторних досліджень команда застосувала схожий процес, але замінила пісок іншим мінералом, що містить іони магнію та силікату. При нагріванні мінерали обмінюються іонами й перетворюються на оксид магнію та силікат кальцію, два лужні мінерали, які швидко реагують на кислотний CO2 в повітрі.

Автори дослідження перевірили технологію в лабораторії, а потім в природних умовах: процес зайняв від кількох тижнів до кількох місяців, і все ж це в тисячі разів більше, ніж при звичайному вивітрюванні.

Сьогодні лабораторія Канана виробляє близько 15 кілограмів матеріалу на тиждень, однак вчені вважають, що їхню розробку в подальшому можна буде масштабувати до мільйонів тонн на рік.