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      科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制造了一種捕獲二氧化碳的礦物質(zhì)
      
			
      
				2018-12-08 14:43:16
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      科學(xué)家距離長(zhǎng)期尋求的將二氧化碳儲(chǔ)存在巖石中的方法更近了一步。
      

      一種新的技術(shù)加快了礦物的形成稱(chēng)為菱鎂礦的是，在本質(zhì)上，捕獲并存儲(chǔ)大量的溫室氣體CO的2。研究人員于8月14日在波士頓舉行的Goldschmidt地球化學(xué)會(huì)議上報(bào)告說(shuō)，這個(gè)過(guò)程可以在室溫下進(jìn)行。如果能夠大量生產(chǎn)礦物，該方法有朝一日可以幫助應(yīng)對(duì)氣候變化。
      

      科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制造了一種捕獲二氧化碳的礦物質(zhì)
      

      “地球上的大量碳已經(jīng)儲(chǔ)存在碳酸鹽礦物中，例如石灰石，”加拿大彼得伯勒特倫特大學(xué)的環(huán)境地球科學(xué)家Ian Power說(shuō)，他提出了這項(xiàng)研究。“地球知道如何自然地儲(chǔ)存碳，并在地質(zhì)時(shí)間內(nèi)完成。但是我們發(fā)出如此多的CO 2現(xiàn)在，地球跟不上“。
      

      研究人員一直在尋找方法來(lái)提高這個(gè)星球上的CO容量2存儲(chǔ)(SN：10年6月5日，第16頁(yè)。)。一種可能的技術(shù)：螯合CO 2通過(guò)將其轉(zhuǎn)換到碳酸鹽礦物氣體。菱鎂礦，或碳酸鎂，是一種穩(wěn)定的礦物，可容納大量的CO 2自然：甲公噸菱鎂礦的可含有約半公噸的溫室氣體的。
      

      但菱鎂礦不易制造 - 至少不是在地球表面。前人已經(jīng)考慮泵送CO 2深入到地球內(nèi)部，其中，高的溫度和壓力可以加快氣體與稱(chēng)為橄欖石鎂-軸承上地幔巖反應(yīng)。但是，許多障礙仍然使這個(gè)想法的商業(yè)，包括尋找合適的位置插入CO 2產(chǎn)生大量菱鎂礦的運(yùn)輸和存儲(chǔ)氣體的成本。
      

      另一種選擇是嘗試在實(shí)驗(yàn)室中制造菱鎂礦 - 但在室溫下，這可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。地球表面自然形成菱鎂礦的地方是不列顛哥倫比亞省北部的干旱盆地。根據(jù)之前在這些地點(diǎn)的工作，Power和他的同事確定，通過(guò)該地區(qū)橄欖石等前地幔巖石循環(huán)的地下水富含鎂和碳酸根離子。離子最終反應(yīng)形成菱鎂礦，菱鎂礦沉淀出水面。Power表示，在不列顛哥倫比亞省，這一過(guò)程始于11000年前。“我們知道它很慢，但沒(méi)有人測(cè)量過(guò)它。”
      

      在非常高的溫度下，科學(xué)家們可以使用橄欖石作為原料在實(shí)驗(yàn)室中快速制造菱鎂礦。但是Power說(shuō)，這個(gè)過(guò)程耗費(fèi)了大量的能源，而且成本非常高。
      

      Power的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，制造菱鎂礦的問(wèn)題在于水會(huì)阻礙。為了在實(shí)驗(yàn)室制造巖石，Power和同事將鎂離子注入水中。當(dāng)鎂離子 - 由于電子的增益或損失而帶電荷的原子 - 被放入水中以產(chǎn)生菱鎂礦時(shí)，水分子本身傾向于包圍離子。水分子的“殼”阻礙了鎂與碳酸根離子結(jié)合形成菱鎂礦的能力。“剝離這些水分子很困難，”Power說(shuō)。“這是菱鎂礦形成非常緩慢的原因之一。”
      

      為了解決這個(gè)問(wèn)題，Power和他的同事使用了數(shù)千個(gè)微小的聚苯乙烯微球，每個(gè)微球的直徑約為20微米，作為加速反應(yīng)的催化劑。微球體上涂有羧基，帶負(fù)電荷的分子可以將水分子從鎂中拉出，使其釋放出來(lái)與碳酸根離子結(jié)合。Power說(shuō)，由于這些微球，研究人員設(shè)法在大約72天內(nèi)制造菱鎂礦。從理論上講，他補(bǔ)充說(shuō)，微球也可以重復(fù)使用，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中球體沒(méi)有用完。
      

      Power表示，這一結(jié)果并不意味著該技術(shù)已準(zhǔn)備好迎接黃金時(shí)段。到目前為止，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中只生產(chǎn)了非常少量的菱鎂礦 - 大約一微克左右。“我們距離升級(jí)還很遠(yuǎn)，”或者說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)具有商業(yè)可行性。
      

      “我們所展示的是，它可以在室溫下形成，”Powers說(shuō)。現(xiàn)在，在展示了概念證明之后，團(tuán)隊(duì)可以探索下一步。他補(bǔ)充說(shuō)：“我們希望更好地了解菱鎂礦形成中涉及的一些基礎(chǔ)科學(xué)”。
      

      “結(jié)果讓我感到驚訝，”布萊克斯堡弗吉尼亞理工大學(xué)地球化學(xué)家帕特里夏·多夫說(shuō)。她說(shuō)，關(guān)于這個(gè)過(guò)程可能具有成本效益和能源效率的問(wèn)題，仍有許多問(wèn)題，但它“肯定非常有趣”。
      
			

			
        
      
			
      
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