在自然界中,硅酸盐矿物通过与水和大气中的CO2反应形成稳定的碳酸氢盐离子和固体碳酸盐矿物,这一过程被称为风化。然而,这种反应可能需要数百年甚至数千年才能完成。自20世纪90年代以来,科学家一直在寻找通过增强风化技术加速岩石吸收CO2的方法。
研究人员在实验室中开发并展示了一种新工艺,将缓慢风化的硅酸盐转化为高活性矿物,快速捕获和储存大气中的碳。新方法的灵感来自一种古老的水泥制造技术。水泥生产通过将石灰石在约1400摄氏度的窑炉中转化为氧化钙,然后与沙子混合制成水泥。研究团队在实验室中使用类似工艺,但将氧化钙与含镁和硅酸盐离子的矿物结合,生成氧化镁和硅酸钙——两种能与空气中CO2快速反应的碱性矿物。
在室温下,硅酸钙和氧化镁暴露于水和纯CO2中,两小时内完全转化为新的碳酸盐矿物,CO2中的碳被永久捕获。在更现实的实验中,湿样品直接暴露于空气中,碳化过程需要数周至数月,但仍比自然风化快数千倍。
研究人员表示,他们的方法可以在实验室外用于工业规模的CO2捕获。