72 天形成百年礦物菱鎂礦,加速吸收大氣中二氧化碳

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 16 日 12:38 | 分類 材料 , 材料、設備 , 環境科學 follow us in feedly

菱鎂礦是一種可用來儲存碳的天然礦物,平均每一公噸天然菱鎂礦能從大氣中吸走半噸二氧化碳,但礦物質在自然界形成也需要相當長的時間。現在,科學家已經找到如何從實驗室迅速生產菱鎂礦的方法,或許可成為新穎碳封存技術。



天氣越來越炎熱、冰山消融、海平面上升、物種走向滅絕……人類工業活動排放的過量二氧化碳正在一步步摧毀地球。除了呼籲全世界積極轉向低碳能源、減少依賴燃煤電廠,科學家也在努力創造新的碳捕捉與封存技術,比如今年 5 月左右,台大團隊發表低成本碳轉化系統,能在捕捉空氣中二氧化碳之後,再進一步將其轉換成高價值化學產品。

加拿大特倫特大學大氣科學家 Ian Power 領導的團隊最近則發表一種利用菱鎂礦的碳封存技術。已知菱鎂礦(magnesite)是天然礦物質,主要成分為碳酸鎂(分子式 MgCO 3),產地多在辛巴威、巴西、澳洲和中國,形成過程可以捕捉大氣中的二氧化碳。

下列兩等式為菱鎂礦在形成過程中,如何從大氣除去二氧化碳的化學式:

CO2 + H2O → H2CO3→H + HCO3-

Mg +2  + HCO3- → MgCO3 + H

白話來講:將大氣中的二氧化碳注入水中後離解形成碳酸(HCO 3),接著再與元素鎂結合便形成菱鎂礦(MgCO 3)礦物,這裡的唯一問題在於,自然界形成菱鎂礦需耗時數百至數千年時間。

而 Ian Power 團隊現在帶來了戲劇性轉變,他們發現利用微小的聚苯乙烯球充當催化劑,能將菱鎂礦的形成時間從數百年加速至只要 72 天。更重要的是,聚苯乙烯球在過程中沒發生什麼變化,代表它們應該能重複使用;此外,加速過程可於室溫下進行,也就是說大量製造菱鎂礦非常節能,不用額外注入一筆用來加熱或冷卻環境的能量。

這項研究為打造全新碳儲存庫帶來希望,但還處於早期實驗階段,且依然不是減緩氣候變遷的主要方法。《Forbes》指出,目前美國每年排放的二氧化碳量約 400 億噸,想光靠菱鎂礦消除上述碳排放量,每年必須生產 800 億噸礦物質,根本是天方夜譚,減碳最重要的還是得依賴各國政府提出相對應措施。

(首圖來源:Didier Descouens/wikipedia CC BY 4.0)

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