Forskare har föreslagit att fånga koldioxid i stenar som ett sätt att bromsa takten i klimatförändringen. Men de hade inte kommit på något enkelt sätt att göra det på. Alla deras föreslagna taktik verkade vara svåra, kostsamma eller kräva för mycket energi. Tills nu i alla fall. Forskare i Kanada har precis föreslagit en ny teknik för att samla in och fånga växthusgasen.
Kalksten och andra mineraler lagrar redan mycket koldioxid (CO2) på jorden, konstaterar Ian Power. Han är geovetare vid Trent University i Peterborough, Kanada. Problemet: Denna naturliga process är långsam. Det kan ta tusentals eller till och med miljoner år. För närvarande förklarar han, “Vi släpper ut så mycket CO2 nu att jorden inte kan hänga med.”
Förklarare: Globalt uppvärmning och växthuseffekten
Men Powers team har precis rapporterat ett sätt att snabbt göra det som naturen gör långsamt. Ett mineral som kallas magnesit (MAG-nuh-syte) låser upp CO2. Ett metriskt ton av detta mineral (även känt som magnesiumkarbonat) kan lagra ungefär ett halvt ton CO2. Kemikalien tar normalt tusentals år att bilda. Men i deras labb fick Powers grupp det att hända på bara några månader.
Den 14 augusti beskrev Power hur hans team gjorde detta på Goldschmidts geokemikonferens i Boston, Massachusetts.
Hur labben lagade mat upp denna CO2 “svamp” så snabbt Joner är elektriskt laddade atomer eller molekyler. Powers grupp kombinerade positivt laddade magnesium joner och negativt laddade karbonatjoner. (Karbonatjoner bildas när koldioxid blandas med vatten.) Magnesit kan naturligt hålla mycket CO2.
Magnesit förekommer naturligt. Men processen genom vilken den bildas på jordens yta är väldigt, väldigt långsam. Forskare hade funderat på att pumpa CO2 djupt in i jorden. Hur djupt? Kilometer (mil) ner i manteln. Där innehåller stenar som kallas olivin magnesium. Det är också ganska varmt där. Gaser skulle klämmas under högt tryck, vilket gör att magnesit bildas snabbare där. Men denna process skulle vara ganska svår och kostsam. Forskare måste först hitta transport och lagra CO2 som de hoppades fånga i berget. De måste också identifiera bra platser under jorden för att infoga CO2.
Powers grupp valde att göra det annorlunda – i deras labb.
För att lära sig vad de skulle behöva göra undersökte Power och hans team hur Moder Natur gör magnesit. Och för att göra det gick de till ett ställe där de visste att detta mineral bildades nära jordens yta. Det var en nordlig plats i Kanadas västra provins British Columbia.
Vid torra bassänger där, kända som playas (PLY-uhs), rinner grundvatten genom stenar. Längs vägen plockar den upp magnesium- och karbonatjoner. Med tiden reagerar dessa joner för att göra magnesit. Mineralet lägger sig långsamt ur vattnet och skapar sten.
“Vi visste att det var långsamt”, säger Power om den naturliga processen. “Men ingen hade någonsin mätt kursen.” I British Columbia började processen så långt tillbaka som för 11 000 år sedan, konstaterar han.
Forskare kan kombinera stenar och CO2 med mycket värme i labbet. Det kan göra mineralet snabbt – men bara genom att använda mycket dyr energi, säger Power. Och det är för att vatten kommer i vägen. När magnesiumjoner finns i vatten bildar vattenmolekylerna ett “skal” runt jonerna. Detta hindrar magnesium från att binda till karbonatjoner. “Det är svårt att ta bort dessa vattenmolekyler,” säger Power. Men om du inte gör det, tillägger han, kommer magnesiten att ta väldigt lång tid att bilda.
Förklarare: Hur forskare vet att jorden värms upp
För att komma runt problemet tog forskarna bort vattnet från magnesiumet. För att göra detta lade de till tusentals små plastkulor, eller mikrosfärer. Var och en var cirka 20 mikrometer (8 tiotusendelar av en tum) i diameter. Gjorda av polystyren (Paal-ee-STY-reen), var de små bollarna belagda med molekyler som attraherar vattnet. När de band upp vattnet var kvarvarande magnesiumjoner nu fria att binda till karbonatet.
Med hjälp av mikrobollarna producerade forskarna magnesit på 72 dagar, säger Power. Och de goda nyheterna: Samma mikrosfärer kan också återanvändas om och om igen, säger han.
Det är fortfarande en lång väg kvar att gå
Hittills har forskarna endast tillverkat en liten mängd magnesit i labbet. Deras totala – ett mikrogram – är ungefär en miljondel av vikten av ett gem. Så processen behöver förbättras mycket innan den kan börja fånga de miljontals ton CO2 som produceras varje år, säger Powers.
Men en stor oro har hamnat i hinder, säger han. De har visat att det är möjligt att göra detta vid rumstemperatur och tryck. Nu kan teamet utforska hur man kan göra processen mer effektiv.
“Resultatet överraskade mig verkligen”, säger Patricia Dove. Hon är geokemist vid Virginia Tech i Blacksburg. Det är inte klart hur kostsam eller effektiv den här processen kan vara, säger hon. Men hon tycker att det är “säkert väldigt spännande.”
Leave a Reply