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一项新的研究揭示了二氧化碳的长期封存的自然障碍，表明，由于二氧化碳工作地下的方式只有一小部分气体转向岩石。剩余的气体保持更脆弱的形式。
碳封存通过从大气中捕获二氧化碳并在地球表面深处注入它，将温室气体排放解决温室气体排放，在地球表面深处注入岩石中。美国环境保护局估计，目前的碳封存技术可能会消除燃煤发电厂的高达90％的二氧化碳排放。
虽然这些技术可能成功地从大气中取出温室气体，但在麻省理工学院的地球部，大气和行星科学中的研究人员发现，一旦注射到地面，较少的二氧化碳转化为岩石比以前想象的岩石转变为岩石。
该团队一旦气体注入地球，该团队就研究了二氧化碳和周围环境之间的化学反应 - 发现随着二氧化碳在地下作品，只有一小部分气体转向岩石。剩余的气体保持更脆弱的形式。
“如果它变成了摇滚，它很稳定，将永久留在那里，”Postdoc Yossi Cohen说。“然而，如果它保持其气态或液相，它仍然是移动的，它可能会回到大气层。”
科恩和丹尼尔罗斯曼在地球业，大气和行星科学部的地球理教授，将详细介绍皇家社会A的期刊诉讼。
目前的地质碳封存技术旨在将二氧化碳注入地下，在地下大约7,000英尺以下，深度相当于超过五个帝国建筑物堆叠端到端。在这种深度下，二氧化碳可以储存在盐水含水层中：可以与二氧化碳化学反应的大口袋以固化气体。
科恩和罗斯曼试图模拟二氧化碳注入一流，岩石环境后发生的化学反应。当二氧化碳被泵入地时，它冲入岩石内的开口口袋，移位任何现有的流体，如盐水。仍然是二氧化碳的泡沫，以及溶解在水中的二氧化碳。溶解二氧化碳采用碳酸氢盐和碳酸的形式，产生酸性环境。为了沉淀或凝固到岩石中，二氧化碳需要碱性环境，例如盐水。
研究人员建模了两个主要区域之间的化学反应：具有高浓度二氧化碳的酸性，低pH区域，以及填充有盐水或咸水的高pH区域。当每种碳酸盐物种在扩散或流过水时反应不同，研究人员在各种反应中表征，然后将每种反应工作到反应性扩散模型中 - 作为二氧化碳流经的化学反应模拟，通过一定的多岩体流动。
当团队分析富含二氧化碳和盐水区的区域之间的化学反应时，他们发现二氧化碳固化 - 但仅在界面处凝固。该反应基本上在二氧化碳含量达到盐水的点处产生固体壁，使二氧化碳的大部分与盐水反应。
“这可以基本上关闭通道，并且没有更多的材料可以进入盐水进入盐水，因为一旦它接触盐水，它就会变得坚固，”科恩说。“期望是大多数二氧化碳将成为固体矿物质。我们的工作表明，显着降低会沉淀。“
Cohen和Rothman指出，他们的理论预测需要实验研究来确定这种效果的大小。
“实验将有助于确定最小化这种堵塞现象的那种岩石，”科恩说。“存在许多因素，例如岩石中毛孔之间的孔隙度和连通性，这将决定何时和当二氧化碳矿化。我们的研究揭示了这个问题的新功能，可能有助于确定长期封存的最佳地质形成“
这项研究部分由美国能源部供资。
出版物：在新闻界，皇家社会的期刊诉讼程序a
研究报告的PDF副本：多孔介质中螯合二氧化碳的长期演变
图像：克里斯汀·丹尼尔洛夫（Christine Daniloff）
