ブログ

Aug 17, 2023

UCLA、海洋をハッキングして二酸化炭素を貯蔵できると発表

I ricercatori dell'UCLA hanno ideato un nuovo modo per rimuovere l'anidride carbonica dalla terra.

UCLAの研究者らは、世界中の海洋から二酸化炭素を簡単かつ手頃な価格で除去する新しい方法を考案した。

による

発行済み

2021年1月12日、UCLAの研究チームは「ギガトン規模の二酸化炭素管理のための生理食塩水ベースの鉱化経路」と題する論文を米国化学会誌に発表した。 以下はその論文からの抜粋です。

「この観点は、従来の炭素回収や地質学的隔離戦略や既存のネガティブエミッション技術（NET）とは異なる、大気中のCO2蓄積を減少させる潜在的な経路を提案するものです。

「CO2の分離と脱離に多大なエネルギー消費が伴う従来の吸着剤や溶媒ベースのCO2回収プロセスとは異なり、単一ステップの炭素隔離・貯蔵（sCS2）アプローチは、シンプルで拡張性の高いプロセス設計内で再生可能エネルギーを使用した電解炭酸塩鉱物沈殿に依存しています。炭素管理のための電気分解を示唆するアプローチは数多くありますが、sCS2 アプローチは次の点で独特です。

ほとんどの専門家は、気候変動、そしてそれに伴う地球温暖化、極度の暑さ、そしてより強力な嵐を止めるには、大気から二酸化炭素やその他の温室効果ガスを除去する必要があることに同意しています。 しかし、人類は推定年間370億トンの二酸化炭素を排出しているため、二酸化炭素を回収する現在の戦略は不十分である可能性が高いとUCLAのプレスリリースは述べている。

毎年数十億トンの二酸化炭素を大気から抽出するのに役立つ可能性のある経路案が、UCLAの研究者らによって提案された。 この技術により、大気中の二酸化炭素を直接捕捉するのではなく、海水から二酸化炭素を抽出し、海水がより多く吸収できるようになります。 なぜ？ なぜなら、海水には単位体積あたり、空気の約150倍の二酸化炭素が含まれているからです。

「気候変動を緩和するには、年間100億トンから200億トンのレベルで大気中から二酸化炭素を除去する必要がある」と、カリフォルニア大学ロサンゼルス校炭素管理研究所所長で主任著者のガウラフ・サント教授は述べた。 UCLAサムエリ工学部で土木および環境工学を専攻。 「これほどの規模で解決策を実現するには、自然からインスピレーションを得る必要があります。」

大気と海洋は平衡状態にあるため、海洋から二酸化炭素を抽出すると、大気中の二酸化炭素が海水に溶解します。 このシナリオでは、海水は二酸化炭素を吸収するスポンジのようなもので、すでにその能力を最大限に吸収しています。 sCS2 プロセスは、スポンジを絞り、大気中からより多くの二酸化炭素を吸収できるようにすることを目的としています。

提案された技術には、原料を連続的に供給して製品を生成するシステムであるフローリアクターが組み込まれます。 海水はメッシュを通って流れるため、水中に電荷が流れ込み、アルカリ性に変わります。 これにより一連の化学反応が開始され、最終的には溶存二酸化炭素と海水固有のカルシウムおよびマグネシウムが結合し、貝殻の形成と同様のプロセスで石灰石とマグネサイトが生成されます。 流出した海水では溶存二酸化炭素が枯渇し、さらに吸収できるようになる。 この反応では、ミネラルのほかに、クリーンな燃料である水素が副生成物として生成されます。

数十億トンの二酸化炭素という潜在的な規模に加えて、UCLAチームが提案したアプローチは、大気中の二酸化炭素の蓄積に対処するための現在のアイデアよりも重要な利点を持っています。

この名前には、大気中の二酸化炭素を貯蔵する前に多段階の濃縮プロセスを経る必要がある他の概念と区別するために、「シングルステップ」が含まれています。 一部の計画では、捕捉した二酸化炭素を枯渇した天然石油や天然ガスの貯留層などの地層に貯蔵することを提案していますが、漏洩により二酸化炭素が大気中に戻るリスクがあります。 対照的に、sCS2 は二酸化炭素を固体ミネラルの形で永続的に貯蔵することを目的としています。

「二酸化炭素を岩石に変えることの良い点は、それがどこにも行かないことです」と、UCLAのカリフォルニア・ナノシステム研究所のメンバーであるサント氏は語った。 「耐久性、安全性、永続的な保管が私たちのソリューションの前提条件です」と筆頭著者のエリカ・キャラゴン・ラ・プランテ氏は付け加えた。彼は元UCLAプロジェクト科学助手で現在はテキサス大学アーリントン校の助教授である。

チームは、コンセプトの実現に必要な材料やエネルギーの投入量、コスト、副産物の処理方法などを詳細に分析しました。 二酸化炭素問題の巨大な規模を考慮すると、毎年 100 億トンの二酸化炭素を固定するには 1,800 基近くの sCS2 プラントが必要となり、そのコストは数兆ドルに達すると推定されています。

サント氏は、「はっきりさせておくべきは、二酸化炭素の管理と緩和が何よりも経済的な課題であるということだ」と語った。 「炭素管理のための今日のアプローチの多くは、私たちが生産できる以上のクリーンエネルギーを必要とするか、あるいは手頃な価格ではありません。そのため、私たちはアクセス可能で、世界を貧困にしない解決策を生み出す必要があります。私たちは、現実主義のレンズを使用して、私たちが持っているエネルギーと財源が有限であることを考慮しながら、前例のない規模で総合的な介入をどのように達成できるかを検討してください。」

それでも、研究者らは、sCS2は、たとえ小規模であっても、二酸化炭素の回収と貯留における進歩を表しており、気候変動に立ち向かうための全体的な戦略の潜在的な一部として考慮されるべきであると信じている。

研究者らは、ロサンゼルス沖の海域でプロトタイプシステムを1年以上テストしてきた。 2 番目のシステムは今年後半にシンガポールで運用を開始する予定です。 この研究は、米国エネルギー省化石エネルギー局、アンソニー・プリツカー＆ジャンヌ・プリツカー家族財団、グランサム環境保護財団、国立科学財団、米中水エネルギークリーンエネルギー研究センターの支援を受けた。テクノロジーズ、テキサス大学アーリントン校、UCLA 炭素管理研究所。

UCLA システムの副産物の 1 つはグリーン水素で、二酸化炭素 1 トンあたり約 37 キログラムが除去されます。 これは、現在の形態では1トンあたり約100ドルかかるシステムのコストの一部を相殺するのに役立つ可能性があるが、規模の経済が働くとその金額は下がるはずだ。

そして、この費用は誰が支払うべきなのでしょうか？ そもそも石油、石炭、ガス会社は二酸化炭素を大気中に排出する責任があるので、その会社がお金を払うべきだ。 アダム・スミスの見えざる手に、何世代にもわたって法外な利益を上げてきた企業に魔法をかけてみませんか?

UCLA からのこのコンセプトに関する良いニュースは、未知の、そして不可知な結果をもたらす、より抜本的な地球工学戦略の必要性を排除する可能性があるということです。 これはシンプルさそのものであり、人類史上最も差し迫った気候問題の解決に役立つ、海洋にすでに存在するカルシウムとマグネシウムを利用するシステムです。

スティーブは、フロリダの自宅やフォースに導かれそうな場所から、テクノロジーと持続可能性の間のインターフェースについて書いています。 彼は「目が覚めた」ことを誇りに思っており、ガラスが割れた理由などまったく気にしていません。 彼は、3000 年前にソクラテスが言ったことを熱心に信じています。「変化の秘訣は、古いものと戦うことではなく、新しいものを構築することにすべてのエネルギーを集中することです。」

CleanTechnica で広告を出して、毎月何百万人もの読者にあなたの会社を知ってもらいましょう。

中国は、電力網にさらに数十の石炭発電所を追加する一方で、2つの新たな炭素回収プロジェクトを喧伝している。

NOAA のマウナロア大気基準観測所で測定された二酸化炭素レベルは、5 月に 424 ppm でピークに達し、さらに着実に上昇を続けています...

ダイムラー、トヨタ日野、三菱は規模の経済によって水素のコストが削減されることを期待している。

ヒュンダイは、象徴的な 1974 年製ポニー クーペ コンセプト カーの新しいハイブリッド燃料電池バージョンでサイバートラックの外観を取り戻しています。