Учёные ускорили природный процесс улавливания углерода в тысячи раз

Исследователи из Израиля представили метод, позволяющий «сжать» природный процесс поглощения углекислого газа, который в естественных условиях занимает тысячелетия, до нескольких часов. Работа, опубликованная в журнале Environmental Science & Technology, может стать основой для новых систем улавливания выбросов на электростанциях.

Рост концентрации углекислого газа в атмосфере — ключевая причина глобального потепления. В природе часть CO₂ удаляется через выветривание карбонатных пород: дождевая вода, растворяя газ, образует слабую кислоту, которая, просачиваясь через известняк и доломит, преобразует углерод в бикарбонатные ионы, в конечном итоге попадающие в океан. Однако этот процесс крайне медленный.

Команда под руководством Ноги Моран, доктора Йонатона Голдсмита из Еврейского университета в Иерусалиме и доктора Эяля Варгафта из Открытого университета Израиля создала лабораторный реактор, имитирующий и многократно ускоряющий эту естественную реакцию.

Ключевые открытия в лаборатории

Учёные построили высокий прозрачный реактор, заполненный известняком и доломитом, через который пропускали морскую воду и углекислый газ. В ходе экспериментов им удалось:

• Определить оптимальное соотношение CO₂ и морской воды для максимальной эффективности.
• Выяснить, что мягкая рециркуляция газа улучшает реакцию, а избыточная — снижает эффективность.
• Показать, что размер частиц породы имеет значение: мелкие гранулы растворяют больше углерода, а крупные создают более гладкие пути, ускоряя скорость реакции.
• Обнаружить, что доломит может быть предпочтительнее известняка, так как не образует вторичных карбонатных осадков, способных высвободить углерод обратно в атмосферу.
• Измерить текущую общую эффективность системы: пока только около 20% введённого CO₂ преобразуется в растворённый углерод, что указывает на значительный потенциал для инженерных улучшений.

Практическое значение и память

Полученные результаты закладывают инженерную основу для создания будущих систем улавливания углерода на промышленных объектах.

«Цель состояла в том, чтобы понять, что на самом деле происходит, когда карбонатные породы сталкиваются с высоким уровнем углекислого газа. Как только мы выяснили условия, позволяющие процессу работать эффективно, мы смогли увидеть, как нечто естественное и медленное становится контролируемым процессом, который можно измерять и настраивать», — говорит Нога Моран.

Исследование посвящено памяти доктора Эяля Варгафта, инициатора работы и преподавателя Открытого университета, скончавшегося от рака в ходе исследования. «Эяль был блестящим учёным и прекрасным учителем, — отмечает Моран. — Он верил, что наука является частью решения климатического кризиса, и эта работа несёт отпечаток его личности на каждом этапе».

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как можно черпать вдохновение у природы для решения техногенных проблем. Хотя эффективность в 20% пока невелика, сам факт ускорения геологического процесса в сотни тысяч раз открывает огромные перспективы для разработки практических технологий улавливания углерода прямо на месте выбросов.