有效的碳捕捉海洋可能提供答案

利哈伊工程研究奥雅纳森古普塔已经开发了一个新的方法来捕捉空气中的二氧化碳并将其储存在“无限下沉”的海洋。

方法使用一个创新的铜的高分子过滤和本质上是将二氧化碳转化为碳酸氢钠(又名小苏打)可以无害地释放到海洋。这种新的混合材料,或过滤,叫做DeCarbonHIX(即。,decarbonization through hybrid ion exchange material), and is described in a纸最近发表在《华尔街日报》科学的进步。

的研究,证明碳捕获的数量增加了300%直接空气捕捉与现有的方法相比,从媒体像得到了国际社会的关注英国广播公司,美国有线电视新闻网,快速公司,《每日野兽》,专业组织如美国化学学会。森古普塔本人不断地接到公司的对技术的兴趣,在巴西,爱尔兰,和中东。

“气候危机是一个国际问题,”森古普塔说,化学和生物分子工程学教授,在里海的pc Rossin土木与环境工程学院的工程学和应用科学。“我认为我们有责任建立直接空气捕捉技术,它可以实现与世界各国的人。谁能操作手机应该能操作这一过程。这不是技术赚钱。这是为了拯救世界。”

森古普塔的工作是另一个扩展的个人和专业致力于发展科学技术给人类带来的好处,特别是世界边缘化社区。bet188真人他的研究在水科学技术包括饮用水处理方法、海水淡化、城市污水再利用和资源化。他发明了第一台可重用,arsenic-selective混合阴离子交换剂纳米材料(HAIX-Nano),因此,世界各地的超过二百万人现在arsenic-safe喝水。他的两个专利被认为是“人类的专利”由美国专利和商标办公室。

他的发明DeCarbonHIX废水进行CO2-driven海水淡化项目的结果由垦务局管辖美国内政部。森古普塔和他的学生正在寻找一个可靠的供应二氧化碳即使在遥远的地方。探索领域的领导方式直接空气捕捉,或者DAC, DeCarbonHIX的创建。这个主题的论文主题是环境工程的学生陈郝的23个博士成功地维护了他的博士学位3月和5月将获得博士学位。

捕获碳浓度较低

最丰富的温室气体导致全球变暖是二氧化碳。2021年,全球温室气体排放的有限公司2从以前的趋势上升了6%36.3吨根据国际能源署(International Energy Agency)。只有一个gigaton(等于10亿吨)相当于所有的质量陆地哺乳动物在地球上。

温室气体排放的全球气温增加了大约1.1摄氏度以下的水平,根据政府间气候变化专门委员会。在其2021年工作组报告,政府间气候变化专门委员会估计,未来20年平均气温预计将至少上升1.5摄氏度。地球变暖,影响越大的海平面上升,极端暴雨事件,和生态破坏,已影响全球卫生,安全,稳定。

“这场危机最糟糕的部分是被边缘化的人,穷人,将遭受10倍比那些导致这种情况,”森古普塔说。

有三种方法来减少二氧化碳,他说。其实第一届政府减少排放,但这并不能解决什么已经在空中了。

“第二种方法是删除它从源点,烟囱和堆栈是在大量排放二氧化碳,”他说。”的好处是您可以删除它在非常高的浓度,但它只能从特定目标的排放来源。”

最新的方法称为直接空气捕捉,,他说,“可以把二氧化碳从任何地方,甚至你自己的后院。”

DAC,化学过程移除大气中的二氧化碳,之后是典型的地下储存。森古普塔说,然而,技术能力是有限的。它不能捕获足够的二氧化碳来克服运行过程的能量消耗。

“如果你捕捉二氧化碳从工厂的烟囱,空气中二氧化碳的数量可以超过100000 ppm,”他说。“集中,很容易删除。但一般来说,空气中的二氧化碳水平约为400 ppm。这是非常高的从气候变化的角度来看,但对去除的目的,我们认为ultra-dilute。当前过滤材料不能收集到足够的。”

与DAC涉及存储的另一个挑战。二氧化碳捕获后,溶解,在压力下,液化,通常存储英里地下。DAC操作必须位于一个区域有足够的地质储存和稳定。像日本这样的国家,例如,不能泵二氧化碳地下,因为地区容易发生地震。

在海水中看到一个解决方案

森古普塔了DAC的方法,克服了捕获问题和存储的问题。

捕捉问题,他开发了DeCarbonHIX-a机械强,化学性质稳定的吸着剂(材料吸收液体或气体)——包含铜。

“铜改变父高分子材料的固有属性和捕捉能力提高了300%,”他说。“我们显示,直接从空中空气捕捉400 ppm的二氧化碳,我们实现能力,意思能力不再是的函数有多少二氧化碳在空气中。过滤器在任何浓度会完全饱和,这意味着您可以执行DAC在后院,中间的沙漠,或在海洋的中间。”

海洋是森古普塔是解决存储问题。他的DAC过程开始于空气吹过过滤器捕获二氧化碳。一旦过滤饱和与气体分子(由测量的气体进入过滤器和出来),海水通过过滤器。海水将二氧化碳转换为碳酸氢钠(小苏打你可能知道,但失去了视觉,我们讨论的是溶解的解决方案)。然后溶解碳酸氢钠直接释放到海洋,森古普塔所说的“无限下沉。”

对海洋”,它没有不利影响,”森古普塔说。“它不改变盐度。”

事实上,他说,碳酸氢钠,略显碱性,可以改善健康的海洋。因为高浓度的二氧化碳在大气中已经逐渐海洋pH值降低,导致酸化。更多的酸性水损害海洋生物如珊瑚和浮游生物的生长和繁殖,可以在食物链中创建灾难性的崩溃。

“碳酸氢钠可能逆转,pH值降低,”他说。

值得注意的是,他说,现有的DAC流程,DeCarbonHIX也可以用热水或蒸汽眠,和纯二氧化碳可以恢复,压缩和存储地下地质存储。

“在现实中,这种新的过滤材料提供了一个双重的解吸和封存方式。”

参考:施董陈H, H, Z,森古普塔正义与发展党。直接空气捕捉(DAC)和封存的二氧化碳:戏剧效果的协调铜(II)到一个螯合弱碱离子交换剂。Sci副词。2023;9 (10):eadg1956。doi:10.1126 / sciadv.adg1956

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