นักวิจัยต้องการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทางเคมีให้เป็นหินในระดับที่ยิ่งใหญ่
วิธีการใหม่ในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้ความรู้สึกเหมือนเป็นการเล่นแร่แปรธาตุสมัยใหม่: นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากมหาสมุทรและเปลี่ยนให้เป็นหินที่ไม่เป็นอันตราย
สำหรับคาร์บอนไดออกไซด์ทุกตันที่เราสูบเข้าไปในอากาศประมาณหนึ่งในสี่จะถูกดูดซับโดยมหาสมุทรเหมือนฟองน้ำขนาดยักษ์ คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินทั้งหมดนี้ทำให้น้ำเป็นกรดและคุกคามสิ่งมีชีวิต เช่น พวกที่มีเปลือกแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งไวต่อการเปลี่ยนแปลง
เพื่อหลีกเลี่ยงชะตากรรมนี้ การปล่อยคาร์บอนจำเป็นต้องลดลงอย่างรวดเร็ว แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังเชื่อว่าการดักจับคาร์บอนแบบแอคทีฟ—จงใจดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากสิ่งแวดล้อม—จะเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการช่วยลดและอาจย้อนกลับได้ การเพิ่มขึ้นของการปล่อยก๊าซที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนับไม่ถ้วน อย่างไรก็ตาม การจับคาร์บอนให้เพียงพอเพื่อสร้างความแตกต่างเป็นงานที่ยิ่งใหญ่ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าท้าทายและ มีค่าใช้ จ่ายสูง
“คุณกำลังพูดถึงการกำจัด [คาร์บอนไดออกไซด์] ประมาณ 10 ถึง 20 กิกะตันต่อปี เริ่มตั้งแต่ปี 2050 หรืออาจถึงศตวรรษหน้า” Gaurav Sant ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมและผู้อำนวยการสถาบันการจัดการคาร์บอนกล่าว มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส
จนถึงปัจจุบัน ความพยายามส่วนใหญ่ในการดักจับคาร์บอนมุ่งเน้นไปที่การจับอากาศโดยตรง ซึ่ง ก็คือการ พยายามดึงก๊าซออกจากชั้นบรรยากาศ แต่เพื่อให้การดักจับคาร์บอนมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทีมวิจัยของ Sant จึงหันไปขอความช่วยเหลือจากมหาสมุทร
มหาสมุทรและแหล่งน้ำขนาดใหญ่อื่นๆ สามารถกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่าอากาศถึง 150 เท่า แนวคิดของ Sant และเพื่อนร่วมงานคือหากคุณสามารถกำจัดคาร์บอนออกจากมหาสมุทรได้ น้ำจะดูดซับจากชั้นบรรยากาศได้มากขึ้นเพื่อรักษาสภาวะสมดุล ตอนนี้พวกเขากำลังเสนอวิธีใหม่ในการกำจัดคาร์บอนออกจากมหาสมุทร โดยการเปลี่ยนมันให้กลายเป็นหิน
น้ำทะเลมีแคลเซียมและแมกนีเซียมจำนวนมาก เมื่อไอออนของแคลเซียมหรือแมกนีเซียมรวมตัวกับคาร์บอนไดออกไซด์ จะก่อตัวเป็นแคลไซต์หรือแมกนีไซต์ ปฏิกิริยาเคมีคล้ายกับจำนวนสิ่งมีชีวิตในทะเลที่สร้างเปลือกของมัน แต่ด้วยการนำส่วนผสมที่สามมาใช้ นั่นคือ ไฟฟ้า Sant และทีมของเขาสามารถทำให้ปฏิกิริยานั้นเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และอาจเกิดขึ้นในวงกว้างในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอเทคโนโลยีใหม่ที่จะนำน้ำทะเลผ่านตาข่ายที่มีประจุไฟฟ้า โดยใช้อิเล็กโทรลิซิสเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นในการสร้างหินคาร์บอเนต
จนถึงตอนนี้ ทีมงานได้สร้างต้นแบบขนาด 1.5 x 1.5 เมตรที่สามารถท่วมด้วยน้ำทะเลจำลองได้ พวกเขากำลังรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สามารถกำจัดออกในช่วงเวลาต่างๆ วิเคราะห์ประสิทธิภาพของกระบวนการและปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ นอกเหนือจากการแสดงแนวคิดแล้ว พวกเขากำลังใช้แบบจำลองเพื่อพิจารณาว่าตัวแปรในการดำเนินงานใดที่อาจส่งผลกระทบต่อกระบวนการ
“นี่คือขั้นตอนการสร้างระบบที่ใหญ่ขึ้นและพิสูจน์กระบวนการในระดับที่ใหญ่ขึ้น” Sant กล่าว
กระบวนการนี้คล้ายกับโรงบำบัดน้ำ แต่แทนที่จะรับน้ำและกรองสิ่งเจือปนออก โรงงานที่เสนอจะใช้ไฟฟ้าเพื่อบังคับให้คาร์บอน แคลเซียม และแมกนีเซียมทำปฏิกิริยาและกลายเป็นของแข็ง น้ำที่ “บริสุทธิ์” จะถูกส่งกลับคืนสู่มหาสมุทร
Alan Hatton วิศวกรเคมีแห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ผู้ซึ่งเคยทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนที่ไม่เกี่ยวข้องหลายอย่างกล่าวว่า “คุณกำลังส่งคืนน้ำที่มีความเป็นด่างมากกว่าที่คุณใส่ลงไปเล็กน้อย” น้ำที่มีความเป็นด่างมากกว่านี้สามารถช่วยลดผลกระทบของกรดในมหาสมุทรในบริเวณใกล้เคียงได้ เขากล่าวเสริม
เช่นเดียวกับการดึงคาร์บอนออกจากน้ำทะเล ปฏิกิริยาเคมีมีผลพลอยได้ที่เป็นประโยชน์: ก๊าซไฮโดรเจน โดยการผลิตและจำหน่ายไฮโดรเจน โรงงานสามารถช่วยชดเชยต้นทุนได้ Sant กล่าวว่า แม้ว่าโรงงานดักจับคาร์บอนในมหาสมุทรที่เสนอจะใช้พลังงานจากก๊าซธรรมชาติแทนพลังงานหมุนเวียน แต่กระบวนการทั้งหมดก็ยังสามารถปล่อยคาร์บอนเป็นลบได้เนื่องจากผลพลอยได้ของก๊าซไฮโดรเจนนี้
ในขณะที่การดักจับคาร์บอนในมหาสมุทรเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่า แต่ก็มีบางกลุ่มที่กำลังทดลองใช้เช่นกัน โครงการบางโครงการของพวกเขา เช่น โครงการหนึ่งโดย Halifax ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพ Planetary Hydrogen ในโนวาสโกเทีย กำลังแสดงความหวัง
เช่นเดียวกับทีมของ Sant Planetary Hydrogen กำลังสกัดคาร์บอนจากน้ำทะเล กักไว้ในของแข็ง และสร้างก๊าซไฮโดรเจนทางอ้อม แทนที่จะใช้อิเล็กโทรลิซิส พวกเขากำลังทำกับไฮดรอกไซด์ ไฮดรอกไซด์เป็นวัสดุอัลคาไลน์ที่ช่วยเร่งกระบวนการทางธรรมชาติ เช่น หินทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเพื่อสร้างคาร์บอนในรูปแบบอัลคาไลน์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา Greg Rau หัวหน้านักวิจัยของบริษัทกล่าว แม้ว่าทั้งสองทีมจะไม่ได้ผ่านช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่ข้อเสนอทั้งสองดูเหมือนจะมีประโยชน์เล็กน้อยในการพยายามดักจับคาร์บอนจากอากาศ
