Ny forskning giver et præcist kig på den underjordiske CO2 -reduktion

Når fossile brændstoffer forbrændes, kuldioxid (CO2) udsendes. Når gassen stiger og bliver fanget i atmosfæren, den bevarer varmen som en del af en proces kaldet drivhuseffekten. De forhøjede temperaturer forbundet med drivhuseffekten kan forårsage smeltende iskapper, højere havniveau og tab af naturligt levested for plante- og dyrearter.

Miljøforskere, der forsøger at afbøde virkningerne af CO2, har eksperimenteret med at injicere det dybt under jorden, hvor den bliver fanget. Disse forsøg har hovedsageligt fundet sted i sandsten akviferer, imidlertid, det injicerede CO2 forbliver primært til stede som en boble, der kan vende tilbage til overfladen, hvis der er brud i afdækningsformationen. En anden tilgang til basaltstrømme som injektionssteder - hovedsageligt på CarbFix -stedet i Island og i staten Washington - har givet dramatiske resultater. Metaller i basalt har evnen til at omdanne CO2 til et fast inert mineral på få måneder. Mens den nye metode lover, de underjordiske injektioner kan være upræcise, svært at spore og måle.

Nu, ny forskning fra forskere ved Washington University i St. Louis belyser, hvad der sker under jorden, når CO2 injiceres i basalt, illustrerer præcist, hvor effektiv den vulkanske sten kan være som et reduktionsmiddel til CO2 -emissioner. Forskningen, ledet af Daniel Giammar, Walter E. Browne professor i miljøteknik på School of Engineering &Applied Science, blev udført i samarbejde med forskere ved Pacific Northwest National Laboratory og Philip Skemer, lektor i jord- og planetvidenskab i kunst og videnskab ved Washington University.

"På et feltsted, du injicerer kuldioxid i, og det er et meget åbent system, "Sagde Giammar." Du kan ikke få en god begrænsning med hensyn til et kapacitetsoverslag. Du ved, at du har lavet noget carbonat af CO2, men du ved ikke rigtigt hvor meget. I laboratoriet, vi har veldefinerede grænser. "

For at få en klarere, kvantificerbart kig på kulstofindfangningshastigheder i basalt, Giammar indsamlede prøver af klippen fra staten Washington, hvor forskere tidligere injicerede tusind tons CO2 -gas dybt under jorden i en basaltstrøm. Han placerede klipperne i små reaktorer, der ligner langsom komfur for at simulere underjordiske forhold, og derefter injiceret CO2 for at teste de variabler, der er involveret i karboniseringsprocessen.

"Vi reagerede på lignende tryk- og temperaturforhold som dem, de havde i feltet, medmindre vi gør alt vores i et lille forseglet kar, "Sagde Giammar." Så vi ved, hvor meget kuldioxid der gik ind, og vi ved præcis, hvor det hele blev af. Vi kan se på hele klippen bagefter og se, hvor meget carbonat der blev dannet i den sten. "

Laboratoriet opbevarede basalt i trykbehandlere og fulgte op, ved hjælp af 3D-billeddannelse til at analysere deres porerum efter seks uger, 20 uger og 40 uger. De var i stand til at se øjeblik for øjeblik, hvordan CO2 udfældede til mineral, det nøjagtige hulrum i basaltet, det fyldte, og de præcise pletter i klippen, hvor carboniseringsprocessen begyndte.

Når alle data blev indsamlet og analyseret, Giammar og hans team forudsagde, at 47 kilo CO2 kan omdannes til mineral inde i en kubikmeter basalt. Dette skøn kan nu bruges som en baseline til at skalere op, kvantificere, hvor meget CO2 der effektivt kan omdannes i hele områder med basaltstrøm.

"Folk har foretaget undersøgelser af tilgængelige basaltstrømme, "Sagde Giammar." Disse data vil hjælpe os med at afgøre, hvilke der faktisk kan være modtagelige for at få sprøjtet CO2 ind i dem, og derefter også hjælpe os med at bestemme kapacitet. Den er stor. Det er år og år værd i USA's CO2 -emissioner. "