الكيمياء الذكية يمكن أن تجعل الصخور تمتص ثاني أكسيد الكربون بسرعة أكبر بكثير

يمكن لعملية جديدة أن تمكن الصخور المكسرة من التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء بسرعة أكبر بكثير ، مما يؤدي إلى تقنية إزالة الكربون التي تم تبنيها بالفعل على نطاق واسع.

تتفاعل معادن السيليكات الطبيعية مثل البازلت بالماء و CO2 لتشكيل مواد كربونات صلبة ، وهي عملية تُعرف باسم التجوية الصخرية المحسنة (ERW). تشير الدراسات إلى أن نشر صخور السيليكات المسحوقة على الأراضي الزراعية يمكن أن يزيد من كمية الكربون التي يمكن أن تمتصها التربة ، مع تحسين غلة المحاصيل للمزارعين.

لكن ماثيو كانان من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا يعتقد أن فوائد الكربون من ERW كانت مبالغ فيها ، لأن السيليكات الطبيعية لا تتغلب بسرعة كافية لاستخراج كميات ذات مغزى من الكربون من الهواء. يقول: “البيانات واضحة للغاية: فهي لا تتغذى على معدلات مفيدة”.

ويقول إن تحويل السيليكات إلى أكثر من المعادن التفاعلية من شأنه أن يزيد من معدل التجوية ، مما يجعل ERW حلًا للمناخ القابل للتطبيق. طور كانان وزميله يوكوان تشن ، أيضًا في جامعة ستانفورد ، وسيلة لإنتاج أكسيد المغنيسيوم وسيليكات الكالسيوم باستخدام عملية مستوحاة من إنتاج الأسمنت.

يقول كانان: “يمكنك تناول مصدر الكالسيوم وسيليكات المغنيسيوم ، وتسخينها ، وينتهي بك الأمر إلى صنع سيليكات الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم”. “رد الفعل الأساسي هو ما نسميه تبادل أيون ، حيث نقوم بتبديل المغنيسيوم للكالسيوم.”

يقول: “السبب القوي هو أن سيليكات الكالسيوم الآن تفاعلية وكذلك أكسيد المغنيسيوم”. “وضعت في شيء واحد رد الفعل وأخرج اثنين.” يقول كانان إن المواد تغلب على آلاف المرات أسرع من السيليكات القياسية.

يجب تسخين الأفران المستخدمة في العملية إلى 1400 درجة مئوية للتفاعل ، مع احتمال توفير الطاقة بواسطة الغاز الطبيعي. هذا يعني أن الطريقة ستنتج انبعاثات كبيرة من الكربون ، لكن كانان يشير إلى أن هذه إما يمكن التقاطها عند المصدر أو تعويضها عن طريق الحفاظ على بعض المعادن التفاعلية لالتقاط الانبعاثات في الموقع.

بمجرد حساب الانبعاثات المشاركة في إنتاج المواد ، تزيل طن من المواد التفاعلية حوالي 1 طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. يمكن للباحثين حاليًا تكوين 15 كيلوغرامًا يوميًا من الصخور التفاعلية ، لكنهم يأملون في تحويل الفكرة إلى مشروع تجاري من خلال بيع المواد للمزارعين لاستخدامها في الأراضي الزراعية.

راشيل جيمس من جامعة ساوثهامبتون ، المملكة المتحدة ، يزعم كانان أن ERW التقليدية لا تعمل ، مشيرًا إلى أن هناك العديد من الأمثلة الموثقة على تجارب التجوية الناجحة. لكنها ترحب بأي محاولة لتسريع معدل التجوية من السيليكات.

وتقول: “أي شيء يمكننا القيام به لتسريع معدلات التجوية سيكون مفيدًا للغاية ، لأن أزمة المناخ تحتاج إلى إجراء الآن”. “التجوية هي عملية بطيئة بطبيعتها ، وبصراحة ، أفضل رؤية إزالة ثاني أكسيد الكربون ذات معنى على المدى الزمني لمدة 10 سنوات أكثر من 50 عامًا.”

ومع ذلك ، فإنها تحذر من أنه من المحتمل أن يواجه الفريق مشكلات في زيادة الإنتاج والنشر. وتقول إن استخدام المعادن في النظام الزراعي قد لا يضمن أن جميع الكربون الذي تم التقاطه مغلقًا بشكل دائم.

يقول فيل رينفورث من جامعة هيريوت وات في إدنبرة ، المملكة المتحدة ، إن الاقتراح فكرة ذكية ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم كيفية نشرها. يقول: “إنهم ينتجون بشكل أساسي معادن الأسمنت ، والتي قد لا تكون معادنًا مثالية للمرشحين للإضافة إلى التربة الزراعية”.