برای مقابله با تغییرات آب و هوایی ، محققان می خواهند دی اکسید کربن را از اقیانوس استخراج کرده و به سنگ تبدیل کنند | نوآوری


یک روش جدید برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمی کیمیاگری مدرن به نظر می رسد: دانشمندان کشف کرده اند که چگونه دی اکسید کربن را از اقیانوس استخراج کرده و آن را به صخره های بی ضرر تبدیل می کنند.

به ازای هر تن دی اکسید کربن که به هوا پمپ می کنیم ، تقریباً یک چهارم آن مانند یک اسفنج غول پیکر و آب توسط اقیانوس جذب می شود. تمام این دی اکسید کربن اضافی ، آب و ارگانیسم هایی را تهدید می کند که دارای پوسته های کربنات کلسیم هستند و به تغییر حساس هستند ، اسیدی می شود.

برای جلوگیری از این سرنوشت ، انتشار کربن باید به سرعت کاهش یابد. اما بسیاری از دانشمندان همچنین بر این باورند که جذب کربن فعال – استخراج عمدی دی اکسید کربن از محیط – اقدامی ضروری برای کمک به محدود کردن و حتی معکوس کردن افزایش انتشارها است که مسئول تأثیرات بیشمار زیست محیطی است. با این حال ، جذب کربن به اندازه کافی برای تغییر کار بزرگی است که تاکنون چالش برانگیز و گران بوده است.

“شما در مورد حذف 10 تا 20 گیگاتون صحبت می کنید [carbon dioxide] هر سال ، احتمالاً برای قرن آینده ، از سال 2050 شروع می شود. “، گفت Gaurav Sant ، استاد مهندسی عمران و محیط زیست و مدیر انستیتوی مدیریت کربن در دانشگاه کالیفرنیا ، لس آنجلس.

تا به امروز ، بیشتر تلاش ها برای جذب کربن بر روی جذب مستقیم هوا متمرکز شده است – تلاشی برای جذب گاز از جو. اما تیم تحقیقاتی سانت برای کارآمدتر کردن جذب کربن به کمک اقیانوس روی آورده است.

اقیانوس ها و سایر اجسام بزرگ آب می توانند بیش از 150 برابر دی اکسید کربن بیشتر از هوا داشته باشند. ایده سانت و همکارانش این است که اگر بتوانید کربن را از اقیانوس خارج کنید ، آب مقدار بیشتری از جو را برای حفظ حالت تعادل جذب می کند. آنها اکنون یک روش ابتکاری برای استخراج کربن از اقیانوس – با تبدیل آن به سنگ – ارائه می دهند.

آب دریا حاوی مقدار زیادی کلسیم و منیزیم است. هنگامی که یون های کلسیم یا منیزیم با دی اکسید کربن ترکیب می شوند ، تشکیل کلسیت یا منیزیت می دهند. واکنش شیمیایی مشابه تعداد موجودات دریایی است که پوسته های خود را می سازند. اما سانت و تیمش با معرفی یک عنصر سوم ، برق ، می توانند این واکنش را به سرعت ، کارآمد و شاید در نهایت در مقیاس وسیع اتفاق بیاندازند. دانشمندان با جمع آوری همه اینها ، فناوری جدیدی را پیشنهاد داده اند که با استفاده از الکترولیز ، واکنشهای شیمیایی مورد نیاز برای تشکیل سنگهای کربناته را از طریق شبکه ای با بار الکتریکی ، از طریق آب الکتریکی عبور می دهد.

تیم تاکنون نمونه اولیه 1.5 در 1.5 متری ساخته است که می تواند با آب شبیه سازی شده دریا غرق شود. آنها با تجزیه و تحلیل کارایی فرآیند و میزان انرژی مورد نیاز ، داده هایی را در مورد میزان دی اکسید کربن قابل حذف در بازه های زمانی مختلف جمع آوری می کنند. آنها علاوه بر نشان دادن ساده مفهوم ، از این مدل برای تعیین اینکه چه متغیرهای عملیاتی می توانند روند را تحت تأثیر قرار دهند استفاده می کنند.

سانت گفت: “این یک گام سازنده در جهت ساخت سیستم های بزرگتر و اثبات روند کار در مقیاس بزرگتر است.”

این فرآیند کمی شبیه یک تصفیه خانه آب است ، اما گیاه پیشنهادی به جای دریافت آب و ناخالصی های غربال ، با استفاده از الکتریسیته ، کربن ، کلسیم و منیزیم را مجبور به واکنش کرده و به صورت جامد در می آید. آب “تصفیه شده” سپس به اقیانوس بازگردانده می شود.

آلن هاتون ، مهندس شیمی در انستیتوی فناوری ماساچوست که روی چندین فناوری جذب کربن غیرمرتبط کار کرده است ، گفت: “شما در واقع آبی را باز می کنید که کمی قلیایی است. وی افزود: این آب قلیایی بیشتر می تواند به کاهش اثرات اسیدی شدن اقیانوس در مجاورت فوری کمک کند.

واکنش شیمیایی علاوه بر استخراج کربن از آب دریا ، یک محصول جانبی مفید دارد: گاز هیدروژن. از طریق تولید و فروش هیدروژن ، یک گیاه می تواند به جبران هزینه ها کمک کند. سانت می گوید حتی اگر نیروگاه پیشنهادی جذب اقیانوس به جای انرژی تجدیدپذیر از طریق گاز طبیعی تأمین شود ، به دلیل این محصول جانبی هیدروژن ، کل فرآیند هنوز می تواند برای کربن منفی باشد.

در حالی که جذب کربن در اقیانوس یک فناوری جدیدتر است ، چندین گروه دیگر نیز در حال آزمایش آن هستند. برخی از پروژه های آنها مانند هالیفاکس ، استارت آپ Planetary Hydrogen مستقر در نوا اسکوشیا امیدوار کننده است.

مانند تیم Sant ، Planetary Hydrogen کربن را از آب دریا استخراج می کند ، آن را در جامدات به دام می اندازد و به طور غیر مستقیم گاز هیدروژن تولید می کند. آنها به جای استفاده از الکترولیز ، این کار را با هیدروکسید انجام می دهند. گرگ راو ، محقق ارشد شرکت ، می گوید: هیدروکسید یک ماده قلیایی است که روند طبیعی را تسریع می کند – سنگهایی که با دی اکسید کربن و آب واکنش می دهند و اشکال قلیایی کربن ایجاد می کنند – که معمولاً از نظر زمین شناسی اتفاق می افتد. اگرچه هیچ یک از دو تیم مراحل اولیه توسعه را طی نکرده اند ، به نظر می رسد هر دو پیشنهاد مزایای زیادی نسبت به تلاش برای جذب کربن از هوا دارند.

دی اکسید کربن در جو بسیار کمتر از اقیانوس متمرکز است ، بنابراین تلاش مستقیم برای جذب هوا معمولاً بسیار زیاد است تا تأثیر قابل توجهی داشته باشد. نه هاتون و نه سانت معتقد نیستند که گیاهان صید اقیانوس به چنین املاک و مستغلات احتیاج دارند. و طبق گفته Sant ، فرآیند وی به نصف هزینه انرژی جذب مستقیم هوا احتیاج دارد و به مخزن ذخیره کربن نیاز نخواهد داشت.

با این حال ، برخی از نقایص پیشنهادی سانت وجود دارد که ممکن است مانع پیشرفت فناوری شود. به نظر می رسد بیشترین مقدار جامداتی که این فرآیند ایجاد می کند ، پس از آنکه در مقیاس قابل توجهی کار کرد تا بتواند بر تغییرات آب و هوا تأثیر بگذارد.

مثلاً حذف 10 گیگاتن دی اکسیدکربن از اقیانوس منجر به تولید 20 گیگاتن کربنات می شود – حداقل ، با این حال ، او ایده ای دارد که با همه این مواد جامد چه کاری باید انجام دهد.

برای نیم دهه بهتر ، تحقیقات Sant بر ساده سازی روند ترکیب دی اکسید کربن از جریان گازهای دودکش کارخانه با هیدروکسید کلسیم برای تشکیل بتن متمرکز شده است. – زیرا [my carbon dioxide sequestration method] به طور موثر سنگ آهک خنثی کربن تولید می کند ، شما اکنون توانایی تولید سیمان کربن خنثی و استفاده از مواد جامد سنگ آهک را دارید. “

از بسیاری از مواد جامد بدست آمده از گیاه صید اقیانوس می توان به این روش استفاده کرد ، اما هنوز هم تنهایی باقی می مانند که احتمال بازگشت آنها به اقیانوس وجود دارد و این می تواند اکوسیستم های دریایی محلی را برهم بزند.

هاتون می گوید ارزش مقایسه تأثیر احتمالی گیاه پیشنهادی با تأثیر گیاه آب شیرین کن بر محیط اقیانوس است. در حالی که مشکل اصلی نمک زدایی تجمع آب نمک است ، اما رسوبات کربنات گیاه Sant می تواند مشکلات دیگری مانند خفگی حیات گیاه و تغییر قابل توجه در زیستگاه های بستر دریا را ایجاد کند. هاتون می گوید ، فقط عملکرد نیروگاه می تواند تأثیرات جسمی بر رفتار آب در مجاورت تأسیسات مانند الگوی مزاحم جریان داشته باشد.

ترک هرچه بیشتر آشفتگی محیط ، اولویت اصلی سانت است ، اگرچه وی اذعان دارد که با شیوع بیشتر این نوع فناوری ، پیامدهای ناخواسته و ناشناخته ای وجود دارد.

به محض اینکه تیم بتواند نشان دهد که این فناوری می تواند در مقیاس وسیعی کار کند و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است ، آنها امیدوارند که در نهایت شاهد صدها ، اگر نه هزاران گیاه ، در سراسر جهان ساخته شوند. در نهایت ، سانت امیدوار است که کار آنها ذهن مردم را نسبت به توانایی جذب کربن باز کند.

این مقاله از مجله Hakai است ، یک نشریه آنلاین در مورد علم و جامعه در اکوسیستم های ساحلی. داستانهای بیشتری مانند این را در hakaimagazine.com بخوانید.

داستان های مرتبط از مجله Hakai:

وقتی نوبت به تغییر اقلیم می رسد ، اقیانوس هرگز فراموش نمی کند

جذب کربن با باغبانی زیر آب




منبع: khabar-top.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*