Los químicos de la Universidad de Stanford han desarrollado un método práctico de bajo costo para eliminar permanentemente el dióxido de carbono ambiental, que es el principal impulsor del calentamiento global y el cambio climático.
El nuevo proceso utiliza el calor para convertir los minerales ordinarios en materiales que arrastran el carbono del medio ambiente y lo separan permanentemente. Esta reacción se puede fabricar en hornos tradicionales, como se usa para hacer cemento.
“El terreno es un suministro insoportable de minerales que pueden eliminar al socio2 Del medio ambiente, pero no reaccionan tan rápido para contrarrestar las emisiones de gases de efecto invernadero humano “, dijo Matthew Kannan, profesor de química en la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford y autor principal del estudio del 19 de enero. Naturaleza. “Nuestro trabajo resuelve el problema de tal manera que creemos que se expande individualmente”.
Mejor clima
En la naturaleza, los minerales ordinarios llamados silicato reaccionan con agua y socio ambiental2 La formación de iones de carbonato de bicicleta estable y minerales de carbonato sólido, un proceso llamado meteorización. Sin embargo, puede llevar cientos a miles de años completar esta reacción. Desde la década de 1990, los científicos han estado buscando formas de absorber el dióxido de carbono más rápido a través de mejores técnicas meteorológicas.
Canaan y Stanford Post Scholar Doctoral Yuxan Chen se desarrolló en su laboratorio y demostraron que las silicas lentas de ropa lenta es un nuevo proceso para convertir un alto contenido de reacciones en altas reacciones que atrapó el carbono ambiental rápidamente y se almacenó. La subvención de adquisición sostenible de la Stanford Door School of Service ahora apoya los esfuerzos para transmitir la investigación a aplicaciones prácticas.
“Hemos imaginado una nueva química para activar minerales de silicato pasivo a través de una simple respuesta de conversión a Ion”, dijo Chen, el principal autor del estudio, dijo el principal autor de este estudio, Chen, quien dijo que preparó una técnica mientras recibía una Phd de química en el Laboratorio de Conan. “No esperábamos que funcionara.
Muchos expertos dicen que para evitar el calentamiento global adicional necesitará reducir el uso de combustibles fósiles y eliminar permanentemente miles de millones de toneladas de pareja.2 Desde el medio ambiente, pero las tecnologías para eliminar el carbono son caras, relacionadas con la energía o ambas, y ampliamente no relacionadas. Una de las tecnologías es mucho interés e incluso la inversión en la etapa temprana es el arresto aéreo directo, que utiliza un panel de grandes ventiladores para conducir el aire a través de químicos u otros procesos para eliminar al socio.2.
“Nuestro proceso necesitará menos de la mitad de la energía utilizada directamente por las tecnologías de arresto aéreo, y entendemos que podemos ser muy competitivos por el costo del costo”, dijo Kannan, cuyo Instituto de Precios. . Stanford Door School of sostenibilidad.
De repente carbonatación
El nuevo enfoque fue influenciado por las técnicas de siglos para hacer cemento.
La producción de cemento se convierte en piedra de cal en óxido de calcio y se calienta a aproximadamente 1,400 grados centígrados en un horno. El óxido de calcio se mezcla con arena para producir un ingrediente clave en el cemento.
El equipo de Stanford utilizó el mismo proceso en su horno de laboratorio, pero en lugar de arena, agregaron óxido de calcio con otro mineral, que contiene iones de magnesio e silicato. Cuando se calentó, dos minerales cambiaron los iones y se convirtieron en óxido de magnesio y silicato de calcio.2 En el aire
“Este proceso actúa como un golpe”.
Como una prueba inmediata de reacción a temperatura ambiente, el silicato de calcio y el óxido de magnesio se llevaron al agua y al compañero puro.2. En dos horas, ambos materiales se convirtieron completamente en nuevos minerales de carbonato con carbono de la empresa2 Atascado por dentro.
Las muestras húmedas de un examen más realista L, silicato de calcio y óxido de magnesio estaban directamente frente al aire, que tiene muy poca concentración de la pareja.2 Más que un co -parcial puro2 En este experimento con un tanque, el proceso de carbonatación lleva semanas o meses, que es miles de veces más rápido que el clima natural.
El equipo de Stanford dice que su enfoque se puede utilizar para ocupar el CO fuera del laboratorio.2 Escala industrial.
“Se puede imaginar extender el óxido de magnesio y el silicato de calcio en áreas de tierra a gran escala2 Desde la brisa “, dijo Kanan”. Una aplicación interesante que estamos examinando es agregarlos al suelo agrícola. Cuando esos clima lo están, los minerales se convierten en carbonatos en bicicleta que pueden pasar a través del suelo y se almacenan constantemente en el mar. “
Kannan dijo que este enfoque podría tener conjuntos de agricultores para los agricultores, que generalmente agregan carbonato de calcio al suelo para aumentar el pH.
Él explicó: “Agregar nuestros productos eliminarán la necesidad de ser limitados, ya que ambos componentes minerales son alcalinos”. “Además, como camareros de silicato de calcio, libera el silicio en el suelo en la forma que puede recoger plantas, lo que puede mejorar los rendimientos y la flexibilidad de los cultivos. Idealmente, los agricultores pagan estos minerales. Son beneficiosos para la productividad de los campos y son beneficiosos y como bonificación, para eliminar el carbono.
Estabilización del futuro
El laboratorio de Canaan puede producir unos 15 kg (aproximadamente 33 libras) a la semana a la semana. Pero el compañero atrapado2 Se necesitará una producción anual de millones de toneladas de óxido de magnesio y silicato de calcio para afectar las temperaturas globales significativas.
Los investigadores dicen que los diseños del mismo horno utilizados para hacer cemento pueden producir materiales esenciales utilizando grandes silicetas de magnesio como oliva o serpentina, que se encuentra en California, los Balcanes y muchas otras regiones. Estos también son materiales comunes -lft, o relaves.
“Cada año, se fabrican más de 400 millones de toneladas de mineros en todo el mundo en todo el mundo, lo que proporciona una fuente potencialmente mayor de materias primas”, dijo Chen. “Se estima que hay más de 100,000 reservas de gigatitina y serpentina en el suelo, que son suficientes para eliminar lo más que permanentemente.2 Los humanos nunca han excluido. “(Una gigatina es equivalente a 1 mil millones de toneladas métricas, o alrededor de 1.100 millones de toneladas).
Después de calcular las emisiones asociadas con gas natural o bio -combustible, para proporcionar electricidad a los hornos, los investigadores estiman que cada tonelada de material de reacción puede eliminar una tonelada de dióxido de carbono del medio ambiente. Los científicos estima que en 2024 emisiones globales de dióxido de carbono excede los 37 mil millones de toneladas de dióxido de carbono.
La Escuela de Ingeniería de Conan también está cooperando con Jonathan Fan, profesor asociado de ingeniería eléctrica, para desarrollar hornos eléctricos en lugar de quemar combustible fósil.
“La sociedad ya ha estimado cómo se pueden producir miles de millones de toneladas de cemento cada año, y los hornos de cemento funcionan durante décadas”, dijo Kanan. “Si usamos estos aprendizaje y diseño, hay una forma clara de cómo eliminar el carbono del descubrimiento de un laboratorio en una escala en una escala”.
Matthew Kannan también es el director del Centro Tamket de Energía Sostenible de Stanford. Yukasan Chen es una escala postal en la ciencia e ingeniería de materiales de la Escuela de Ingeniería.
