Les processus naturels d'altération améliorés augmentent le stockage du CO2

Les scientifiques doivent relever de sérieux défis environnementaux si le monde veut atteindre ses objectifs de neutralité carbone d’ici 2050. Depuis la révolution industrielle, la pollution d’origine humaine a atteint de nouveaux sommets, endommageant les écosystèmes sensibles et la santé et modifiant les conditions météorologiques. Une méthode pour lutter contre ce changement climatique qui pourrait réduire l’impact environnemental est le CO₂ stockage. Cependant, il existe de nombreux facteurs limitatifs.

Heureusement, les scientifiques de Stanford ont introduit une nouvelle méthode de piégeage et de stockage du CO₂ Inspirée des anciennes méthodes de production du béton, cette solution très efficace et économique pourrait révolutionner l'industrie et contribuer à prévenir de nouvelles atteintes à l'environnement. Voici ce que vous devez savoir.

CO₂ Capture

Il est à noter que la Terre dispose d’un moyen très efficace pour capturer le CO₂Au cours du processus d’altération, les minéraux modifient leur composition chimique sur des milliers d’années, absorbant lentement le CO2 tout au long de leur parcours.

Plus précisément, les minéraux silicatés riches en Mg de la Terre réagissent avec l’eau et le CO atmosphérique.₂. Cette réaction chimique provoque un échange d'ions, ce qui entraîne la création d'ions bicarbonate et de minéraux carbonatés solides. Ces deux minéraux fournissent un excellent CO₂ absorption.

Le vieillissement prend beaucoup de temps

Le processus d'érosion fonctionne très bien si vous disposez d'un millénaire pour attendre qu'il soit terminé. Cependant, l'humanité a un calendrier plus serré, car il est urgent de lutter contre les risques liés aux gaz à effet de serre et autres émissions. C'est pourquoi de nombreuses recherches ont été menées sur la capture du CO₂ par d'autres méthodes.

Minéraux altérés

CO2 d'origine humaine₂ Solutions de rangement

Depuis les années 1990, des progrès considérables ont été réalisés dans le domaine de la capture du carbone. Les scientifiques ont mis au point plusieurs méthodes pour empêcher le carbone de s’échapper dans l’atmosphère. Parmi ces techniques, les méthodes de capture directe dans l’air sont les plus avancées. Ces dispositifs utilisent de grands ventilateurs pour pousser l’air à travers des portails qui favorisent les réactions chimiques, transformant le carbone en produits chimiques moins nocifs ou l’éliminant complètement de l’air.

Problèmes liés au CO d'aujourd'hui₂ Systèmes de stockage

Le CO2 actuel présente plusieurs inconvénients.₂ Les systèmes de captage direct de l'air sont coûteux à produire, à entretenir et à intégrer. Ces coûts supplémentaires les rendent peu pratiques pour de nombreuses entreprises et applications. De plus, ils consomment beaucoup d'énergie, ce qui augmente encore les coûts d'exploitation de ces systèmes. Heureusement, ce scénario est sur le point de changer.

CO₂ Étude de stockage

Une équipe de scientifiques de Stanford a récemment publié «Réactions d'échange thermique Ca2+/Mg2+ pour synthétiser du CO₂ matériaux de retrait" dans la revue scientifique Nature. L'étude visait à créer un nouveau processus chimique qui active les minéraux silicatés inertes via une réaction d'échange d'ions.

Techniques de vieillissement améliorées

L'objectif de l'étude était de montrer comment, grâce à l'utilisation de la chaleur et de minéraux sélectionnés, le processus d'altération peut être accéléré de plusieurs siècles à quelques heures. L'équipe a commencé ses recherches en chauffant de l'oxyde de calcium avec des minéraux contenant des ions magnésium et silicate.

La chaleur contrôlée permet aux silicates d'exciter et d'échanger des ions, créant ainsi deux CO₂- des minéraux gourmands en oxygène, l'oxyde de magnésium et le silicate de calcium. Ces minéraux hautement réactifs capturent et stockent le carbone atmosphérique à un rythme des milliers de fois plus rapide que leurs structures précédentes.

Inspiration

Il est intéressant de noter que l’inspiration de cette recherche révolutionnaire vient d’une ancienne méthode de mélange du béton. Le processus nécessitait que les ouvriers chauffent de l’oxyde de calcium à 1,400 XNUMX degrés dans un four. À partir de là, les anciens constructeurs y mélangeaient du sable. Cependant, pour leurs besoins, les chercheurs ont modifié cette étape.

L’équipe a plutôt mélangé de l’oxyde de calcium avec d’autres minéraux contenant des ions magnésium et silicate pour créer de l’oxyde de magnésium et du silicate de calcium. L’équipe a notamment expérimenté différents minéraux, notamment l’olivine, la serpentine et l’augite. Toutes ces options se sont révélées efficaces.

CO₂ Test de stockage

Les chimistes de l'Université de Stanford ont testé la réactivité des nouveaux minéraux à température ambiante. Les tests ont consisté à utiliser à la fois du CO pur₂ et en plein air. Les tests consistaient à exposer du silicate de calcium et de l'oxyde de magnésium à l'air libre pour enregistrer la réactivité à température ambiante. Les résultats ont été révélateurs.

Résultats des tests

Les ingénieurs ont été ravis de constater que le CaCO3 et le CaSO4 réagissaient quantitativement avec divers silicates riches en Mg. Lorsqu'ils étaient exposés à l'eau et au CO pur₂, les échantillons vieillis en laboratoire ont absorbé du CO₂ à des taux sans précédent. Plus précisément, le silicate de calcium et l'oxyde de magnésium n'ont eu besoin que de deux heures pour achever leur CO₂ extractions.

Essai en plein air

Pour tester le nouveau matériau dans un environnement plus réaliste, l'équipe a effectué des tests en plein air. Ils ont utilisé des échantillons humides de silicate de calcium et d'oxyde de magnésium pour cette étape. Les minéraux se sont révélés fonctionner comme prévu. Leur CO₂ la capture était plus lente car il y avait une concentration de CO significativement plus faible₂ que le CO pur₂ des tests, mais toujours beaucoup plus efficaces que les options naturelles.

Avantages de l'étude

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles une entreprise souhaiterait exploiter ces données pour améliorer son environnement. D'une part, il s'agit d'une solution plus abordable que la capture directe du carbone. Le processus prend un seul minéral réactif et crée deux conçus spécifiquement pour éliminer le CO₂ sans pièces mobiles, ce qui ajoute à sa fiabilité.

Batterie faible

Les ingénieurs ont constaté que les mêmes fours utilisés pour fabriquer du ciment constituaient la méthode idéale pour produire les nouveaux minéraux. Cette approche nécessite moins de la moitié de l'énergie utilisée par les principales options de capture directe de l'air. Plus précisément, elle nécessite -1 MWh par tonne de CO₂ supprimé, ce qui en fait une solution intelligente pour la plupart des applications.

Accessible

Cette étude est considérée par beaucoup comme révolutionnaire en raison de l'accessibilité des matériaux nécessaires à sa mise en œuvre. Les scientifiques estiment actuellement les réserves d'olivine et de serpentine à 100,000 400 gigatonnes. De plus, l'équipe a constaté que plus de XNUMX millions de tonnes de résidus miniers contenant des silicates appropriés sont générés dans le monde entier. Ces options fournissent largement assez de matériaux pour contrer les émissions de COXNUMX d'origine humaine.₂ problèmes.

De plus, comme ces matériaux peuvent être produits dans des fours standards, il n'y a pas d'obstacle technique majeur à surmonter. L'installation est simple, peut être déplacée et intégrée avec un minimum d'effort et utilise des outils, des minéraux et des connaissances facilement disponibles. De plus, les fours à ciment fonctionnent pendant des décennies, ce qui réduit les coûts de maintenance.

Evolutif

Un autre avantage majeur de cette étude est qu’elle introduit une option évolutive pour le CO industriel.₂ Les systèmes de captage direct de l'air nécessitent de nombreux ajustements pour être intégrés, et leurs coûts peuvent les rendre hors de portée de nombreux fabricants à l'heure actuelle.

La méthode de vieillissement amélioré offre une alternative évolutive qui peut évoluer pour répondre aux besoins du secteur industriel mondial. Fait intéressant, l’équipe estime que chaque tonne de matière réactive éliminera une tonne de dioxyde de carbone de l’atmosphère.

CO₂ Applications de stockage

Il existe de nombreuses applications pour un CO pratique et abordable₂ option de stockage. Les entreprises continuent de chercher des moyens de respecter les restrictions sur les émissions de carbone et l’objectif mondial de zéro émission nette. Cette technologie pourrait aider à atteindre cet objectif et faire des silicates riches en magnésium une ressource précieuse en même temps.

Agriculture

Le secteur agricole pourrait être le plus grand bénéficiaire de cette étude. Les agriculteurs dépensent beaucoup d’argent pour ajouter de l’alcalin au sol afin d’augmenter le pH de leurs champs et d’améliorer les récoltes. Cette technologie permettrait aux agriculteurs d’éliminer le carbone des silicates dont les plantes peuvent tirer parti tout en ajoutant des minéraux alcalins pour améliorer les rendements. De plus, le carbone stocké dans les minéraux finira par atteindre l’océan pour y être stocké de manière sûre et permanente.

Industriel

Cette technologie a de nombreuses applications industrielles. Par exemple, on pourrait voir un jour des fabricants distribuer de l'oxyde de magnésium et du silicate de calcium dans le cadre d'opérations massives pour éliminer le CO₂ à partir de l'air ambiant. Cette approche offre une option rentable et facile à mettre en œuvre.

Chercheurs de l'étude

Les chercheurs de Stanford Matthew Kanan et Yuxuan Chen ont dirigé le CO₂ étude de stockage. Ils ont travaillé avec des équipes de Sanford et ont reçu une subvention du Sustainability Accelerator de la Stanford Doerr School of Sustainability. Aujourd'hui, le groupe cherche à trouver des partenaires pour les aider à développer et à mettre à profit leur CO₂ produits de stockage sur le marché.

Entreprises leaders du CO₂ Marché du stockage

La volonté d'atteindre la neutralité carbone a contribué à l'essor d'une économie du stockage du carbone. Ce secteur regroupe des entreprises qui développent, fournissent ou proposent des solutions de taxe sur le captage du carbone. Ces entreprises ont connu une croissance significative au cours des cinq dernières années grâce à la demande croissante d'énergie propre et de lutte contre la pollution. Voici une entreprise qui continue de dominer le secteur.

Quanta Services, Inc.

Quanta Services, Inc (PWR ) est entrée sur le marché en 1997. Son fondateur, John R. Colson, souhaitait proposer des solutions d'infrastructure énergétique à une clientèle d'entreprise. En 1998, Quanta Services est entrée en bourse. En moins d'une décennie, elle était cotée à l'indice S&P 500. Aujourd'hui, la société propose des produits couvrant un large éventail d'industries, notamment le CO₂ capture, production d’énergie, énergies renouvelables et bien d’autres.

Quanta Services, Inc. est un concurrent majeur dans le secteur CO₂ L'industrie de la capture. Elle emploie actuellement 58,400 38.42 travailleurs et propose ses produits dans le monde entier. L'entreprise a fait preuve de résilience face aux conditions de marché volatiles et affiche une capitalisation boursière actuelle de XNUMX milliards de dollars. Ces facteurs, combinés à son passé réputé, font de Quanta Services Inc. un ajout judicieux à votre portefeuille.

Dernières nouvelles sur Quanta Services

CO₂ Le stockage par vieillissement naturel amélioré est une avancée majeure

L'avenir du CO₂ Le stockage dépendra de nombreux facteurs. Cette dernière recherche ouvre la voie à une exploitation à grande échelle du CO₂ nettoyage. Il est intéressant de noter que les ingénieurs peuvent actuellement produire 33 livres de silicate par semaine. Cependant, des millions de tonnes d'oxyde de magnésium et de silicate de calcium sont disponibles. Par conséquent, leurs prochaines étapes consisteront à forger des partenariats pour améliorer les processus d'extraction et de conversion.

Le concept d’élimination permanente de milliards de tonnes de CO₂ Il est logique d'extraire de l'atmosphère les ressources inépuisables de minéraux de la Terre. Cette percée scientifique pourrait donc avoir un effet retentissant sur le CO₂ Conquérir l'industrie et faire de cette technologie une technologie aussi courante que les climatiseurs. Pour l'instant, il faut saluer l'ingéniosité et la créativité de l'équipe.

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Référence de l'étude :

^{1. Chen, Y., Kanan, MW Réactions d'échange thermique Ca2+/Mg2+ pour synthétiser des matériaux d'élimination du CO2. Nature 638, 972 – 979 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08499-2}