Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Az emberi tevékenység által a légkörbe bocsátott, a bolygót felmelegítő üvegházhatású gázok közül a szén-dioxid a legjelentősebb. Ezért a szakértők azt javasolják, hogy a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának drasztikus csökkentése mellett aktívan távolítsuk el a szén-dioxidot (CO2) a légkörből. Az úgynevezett szén-dioxid-leválasztási technológia azonban általában drága és/vagy energiaigényes, és szén-dioxid-tárolási megoldásokat tesz szükségessé.
A Stanford vegyészei, Matthew Kanan és Yuxuan Chen kifejlesztettek egy olyan eljárást, amely hő segítségével olyan anyagokká alakítja át az ásványokat, amelyek tartósan elnyelik a szén-dioxidot. A Nature folyóiratban megjelent tanulmányban részletesen ismertetik, hogy az eljárás praktikus és olcsó. Ráadásul Kanan és Chen nagyon hasznos kövei egy elterjedt mezőgazdasági gyakorlat igényeit is kielégíthetik, két legyet ütve egy csapásra, írja a Gizmodo ismeretterjesztő portál.
Fotó: Science Photo Library via AFP/VICTOR de SCHWANBERG/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Szén-dioxidot elnyelő kőzetek
„A Föld kimeríthetetlen mennyiségű ásványi anyaggal rendelkezik, amelyek képesek eltávolítani a CO2-t a légkörből, de önmagukban nem reagálnak elég gyorsan ahhoz, hogy ellensúlyozzák az emberi üvegházhatású gázok kibocsátását” - mondta Kanan, a tanulmány vezető szerzője a Stanford közleményében. „A mi munkánk ezt a problémát olyan módon oldja meg, amely véleményünk szerint egyedülállóan skálázható.”
A tudósok évtizedek óta vizsgálják, hogyan lehetne felgyorsítani egyes kőzetek természetes CO2-felvételét, az úgynevezett időjárási folyamatot, amely több száz, ha nem több ezer évig is eltarthat.
Úgy tűnik, hogy Kanan és Chen megfejtette a kódot azáltal, hogy a szilikátoknak nevezett közönséges, lassan málló ásványokat gyorsan málló ásványokká alakította át.
„Kidolgoztunk egy új kémiai eljárást az inert [kémiailag nem reaktív] szilikátásványok aktiválására egy egyszerű ioncserereakció révén” - magyarázta Chen. „Nem számítottunk arra, hogy ez ilyen jól fog működni.”
A cementgyártásból vették az ötletet
Kanant és Chent a cementgyártás inspirálta, ahol egy kemencében a mészkövet (üledékes kőzet) kalcium-oxid nevű reaktív kémiai vegyületté alakítják, amelyet aztán homokkal kevernek. A vegyészek lemásolták ezt a folyamatot, de a homokot kicserélték egy magnézium-szilikát nevű anyagra. A magnézium-szilikát két ásványt tartalmaz, amelyek hő hatására ionokat cseréltek és magnézium-oxiddá meg kalcium-szilikáttá alakultak át: olyan ásványokká, amelyek gyorsan változnak.
„A folyamat multiplikátorként működik” - mondta Kanan. „Veszünk egy reaktív ásványt, a kalcium-oxidot, és egy többé-kevésbé inaktív magnézium-szilikátot, és két reaktív ásványt hozunk létre.”
Eredményeik teszteléséhez Kanan és Chen nedves kalcium-szilikátot és magnézium-oxidot tettek ki a levegőnek. Ezek hetek-hónapok alatt karbonátásványokká - az időjárás hatására - alakultak át.
„Elképzelhető, hogy magnézium-oxidot és kalcium-szilikátot terítünk nagy földterületekre, hogy eltávolítsuk a CO2-t a környezeti levegőből” - mondta Kanan. „Az egyik izgalmas alkalmazás, amelyet most tesztelünk, a mezőgazdasági talajhoz való hozzáadásuk.”
Fotó: Science Photo Library via AFP/VICTOR de SCHWANBERG/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Ez az alkalmazás praktikus lehet a gazdálkodók számára is, akik kalcium-karbonátot adnak a talajhoz, ha az túl savas: ezt a megoldást nevezik meszezésnek.
Kettős előny
„A mi termékünk hozzáadása kiküszöbölné a meszezés szükségességét, mivel mindkét ásványi összetevő lúgos” - magyarázta Kanan. „Ráadásul a kalcium-szilikát az idő múlásával szilíciumot bocsát a talajba olyan formában, amelyet a növények fel tudnak venni, ami javíthatja a terméshozamot és a termés ellenálló képességét. Ideális esetben a gazdálkodók fizetnének ezekért az ásványi anyagokért, mert ezek előnyösek a gazdaság termelékenysége és a talaj egészsége szempontjából - és bónuszként ott van a szén eltávolítása.”
Körülbelül egy tonna magnézium-oxid és kalcium-szilikát egy tonna CO2-t képes elnyelni a légkörből - és ez a becslés magában foglalja a kemencék által kibocsátott CO2-t, amelyek még mindig kevesebb mint feleannyi energiát igényelnek, mint más szén-dioxid-leválasztási technológiák.
Ahhoz azonban, hogy ezt a megoldást hatásos szintre lehessen emelni, évente több millió tonna magnézium-oxidra és kalcium-szilikátra lenne szükség.
Chen azonban rámutat, hogy ha a magnézium-szilikátok, például az olivin vagy a szerpentin természetes készleteire vonatkozó becslések pontosak, akkor ezek elegendőek lennének az ember által kibocsátott összes légköri CO2 eltávolításához, sőt még sok is.
Ráadásul a szilikátokat bányászati hulladékokból is ki lehetne nyerni.
„A társadalom már kitalálta, hogyan lehet évente több milliárd tonna cementet előállítani, és a cementkemencék évtizedekig működnek” - mondta Kanan. „Ha felhasználjuk ezeket a tanulságokat és terveket, akkor egyértelmű az út arra, hogyan lehet a laboratóriumi felfedezéstől eljutni a szén eltávolításáig jelentős léptékben.”
