ดินเหนียวสามารถจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้หรือไม่?

นี่เป็นความท้าทายสำหรับนักวิจัยที่พยายามออกแบบต้นไม้เทียมหรือวิธีอื่นๆ ในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงจากอากาศ ความท้าทายนั้นเป็นหนึ่งในทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Sandia National Laboratories กำลังพยายามแก้ไข นำโดยวิศวกรเคมีของ Sandia Tuan Ho ทีมงานได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังรวมกับการทดลองในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาว่าดินเหนียวชนิดหนึ่งสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และกักเก็บไว้ได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์แบ่งปันการค้นพบครั้งแรกของพวกเขาในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อต้นสัปดาห์นี้ในThe Journal of Physical Chemistry Letters "การค้นพบพื้นฐานเหล่านี้มีศักยภาพในการดักจับอากาศโดยตรง นั่นคือสิ่งที่เรากำลังดำเนินการ" โฮ ผู้เขียนนำในรายงานกล่าว "ดินเหนียวมีราคาไม่แพงและมีอยู่มากมายในธรรมชาติ ซึ่งน่าจะช่วยให้เราสามารถลดต้นทุนในการดักจับคาร์บอนในอากาศโดยตรงได้อย่างมาก หากโครงการที่มีความเสี่ยงสูงและให้ผลตอบแทนสูงนี้นำไปสู่เทคโนโลยีในท้ายที่สุด" ทำไมต้องจับคาร์บอน? การดักจับและการกักเก็บคาร์บอนเป็นกระบวนการในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินจากชั้นบรรยากาศโลกและกักเก็บไว้ใต้ดินลึก โดยมีจุดประสงค์เพื่อลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น พายุรุนแรงที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งขึ้น ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ความแห้งแล้งและไฟป่าที่เพิ่มขึ้น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้สามารถจับได้จากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือโรงงานอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น เตาเผาซีเมนต์ หรือจากอากาศโดยตรง ซึ่งเป็นความท้าทายทางเทคโนโลยีมากกว่า การดักจับและการกักเก็บคาร์บอนถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีการโต้เถียงกันน้อยที่สุดซึ่งถูกพิจารณาสำหรับการแทรกแซงสภาพภูมิอากาศ "เราต้องการพลังงานต้นทุนต่ำโดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม" Susan Rempe วิศวกรชีวภาพของ Sandia และนักวิทยาศาสตร์อาวุโสของโครงการนี้กล่าว "เราสามารถดำเนินชีวิตในวิถีที่ไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากนัก แต่เราไม่สามารถควบคุมสิ่งที่เพื่อนบ้านของเราทำได้ การดักจับคาร์บอนในอากาศโดยตรงมีความสำคัญต่อการลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและบรรเทาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อนบ้านของเราปล่อย" โฮจินตนาการว่าอุปกรณ์ที่ทำจากดินเหนียวสามารถใช้เหมือนฟองน้ำเพื่อดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อาจถูก "บีบ" ออกจากฟองน้ำและสูบน้ำลึกลงไปใต้ดิน หรือสามารถใช้ดินเหนียวเหมือนตัวกรองเพื่อดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อกักเก็บ นอกจากจะมีราคาถูกและหาซื้อได้ทั่วไปแล้ว ดินเหนียวยังมีความเสถียรและมีพื้นที่ผิวสูงอีกด้วย ดินเหนียวประกอบด้วยอนุภาคขนาดจิ๋วจำนวนมาก ซึ่งทำให้เกิดรอยแตกและรอยแยกที่เล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมประมาณแสนเท่า โพรงขนาดเล็กเหล่านี้เรียกว่ารูพรุนระดับนาโน และคุณสมบัติทางเคมีสามารถเปลี่ยนแปลงภายในรูพรุนระดับนาโนเหล่านี้ได้ Rempe กล่าว นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ Rempe ศึกษาวัสดุโครงสร้างนาโนเพื่อดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เธอเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพสำหรับเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นไบคาร์บอเนตที่เสถียรต่อน้ำ ปรับแต่งเยื่อบางที่มีโครงสร้างระดับนาโนเพื่อปกป้องตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ และได้รับสิทธิบัตรสำหรับเยื่อกรองคาร์บอนที่ได้แรงบันดาลใจมาจากชีวภาพ แน่นอนว่าเยื่อแผ่นนี้ไม่ได้ทำมาจากดินเหนียวราคาไม่แพง และเริ่มแรกได้รับการออกแบบให้ทำงานในโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือโรงงานอุตสาหกรรมอื่นๆ Rempe กล่าว