Pour aider à éliminer la quantité massive de dioxyde de carbone qui s'est accumulée dans l'atmosphère, « nous devons nous inspirer de la nature, ", déclare Gaurav Sant de l'UCLA. Crédit :Joseph Barrientos/Unsplash
La plupart des experts s'accordent à dire que l'arrêt du changement climatique et du réchauffement de la planète, les épisodes de chaleur extrême et les tempêtes plus violentes qui les accompagnent nécessiteront l'élimination du dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre de l'atmosphère. Mais avec les humains qui pompent environ 37 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an, les stratégies actuelles pour le capturer semblent devoir échouer.
Maintenant, une équipe de recherche de l'UCLA a proposé une voie qui pourrait aider à extraire des milliards de tonnes de dioxyde de carbone de l'atmosphère chaque année. Au lieu de capter directement le dioxyde de carbone atmosphérique, la technologie l'extraire de l'eau de mer, permettant à l'eau de mer d'absorber davantage. Pourquoi? Parce que, par unité de volume, l'eau de mer contient près de 150 fois plus de dioxyde de carbone que l'air.
Les chercheurs exposent leur concept, séquestration et stockage du carbone en une seule étape, ou SCS 2 , dans un article publié aujourd'hui dans la revue ACS Chimie et Ingénierie Durables .
« Pour atténuer le changement climatique, nous devons éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère à un niveau compris entre 10 et 20 milliards de tonnes par an, " a déclaré l'auteur principal Gaurav Sant, directeur du UCLA Institute for Carbon Management et Samueli Fellow et professeur de génie civil et environnemental et de science et ingénierie des matériaux à la UCLA Samueli School of Engineering. "Pour répondre à une solution à cette échelle, nous devons nous inspirer de la nature."
L'atmosphère et les océans étant en état d'équilibre, si le dioxyde de carbone était extrait de l'océan, le dioxyde de carbone de l'atmosphère pourrait alors s'y dissoudre. Dans ce scénario, l'eau de mer est comme une éponge pour le dioxyde de carbone qui a déjà absorbé sa pleine capacité, et le SCS 2 processus vise à l'essorer, permettant à l'éponge d'absorber plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère.
La technologie proposée incorporerait un réacteur à flux, un système qui alimente en continu des matières premières et produit des produits. L'eau de mer s'écoulerait à travers un maillage qui permet à une charge électrique de passer dans l'eau, le rendant alcalin. Cela déclenche un ensemble de réactions chimiques qui combinent finalement le dioxyde de carbone dissous avec du calcium et du magnésium natifs de l'eau de mer, produire du calcaire et de la magnésite par un processus similaire à la formation des coquillages. L'eau de mer qui s'écoule serait alors appauvrie en dioxyde de carbone dissous et prête à en absorber davantage. Un co-produit de la réaction, en plus des minéraux, est l'hydrogène, qui est un carburant propre.
Cette illustration présente le concept de séquestration et de stockage du carbone en une seule étape de l'équipe de l'UCLA. Crédit :UCLA Institute for Carbon Management
En plus de son échelle potentielle de milliards de tonnes métriques, l'approche suggérée par l'équipe de l'UCLA présente des avantages importants par rapport aux idées actuelles pour lutter contre l'accumulation atmosphérique de dioxyde de carbone.
Le nom comprend « une seule étape » pour le différencier des autres concepts qui nécessitent que le dioxyde de carbone de l'atmosphère subisse un processus de concentration en plusieurs étapes avant de pouvoir être stocké. Et tandis que certains plans proposent de stocker le dioxyde de carbone capturé dans des formations géologiques telles que des réservoirs naturels de pétrole et de gaz épuisés, il y a un risque que des fuites renvoient ce dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Par contre, SCS 2 est destiné à stocker durablement le dioxyde de carbone sous forme de minéraux solides.
"Ce qui est bien dans le fait de transformer le dioxyde de carbone en roche, c'est ça ne va nulle part, " dit Sant, qui est membre du California NanoSystems Institute de l'UCLA.
"Durable, le stockage sûr et permanent est la prémisse de notre solution, " a ajouté la première auteur Erika Callagon La Plante, un ancien scientifique adjoint du projet UCLA qui est actuellement professeur adjoint à l'Université du Texas à Arlington.
L'équipe a réalisé des analyses détaillées des intrants matériels et énergétiques et des coûts nécessaires à la réalisation de leur concept, ainsi que ce qu'il faut faire avec les sous-produits. Sans surprise, étant donné l'énorme ampleur du défi carbone, ils estiment qu'il faudrait près de 1, 800 SCS 2 usines pour immobiliser 10 milliards de tonnes de dioxyde de carbone chaque année, avec un coût de plusieurs milliards de dollars.
"Il faut être clair :la gestion et l'atténuation du dioxyde de carbone est avant tout un défi économique, " Sant a déclaré. "Beaucoup d'approches d'aujourd'hui pour la gestion du carbone nécessitent plus d'énergie propre que nous ne pouvons produire ou sont inabordables. En tant que tel, nous devons créer des solutions accessibles et qui n'appauvrissent pas le monde. Nous avons essayé d'utiliser une lentille de pragmatisme pour examiner comment nous pourrions être en mesure de réaliser des interventions synthétiques à une échelle sans précédent, tout en considérant les ressources énergétiques et financières limitées dont nous disposons."
Toujours, the researchers believe that sCS
2
, even at smaller scales, represents an advance in carbon-capture and storage that should be considered as a potential part of any overall strategy for confronting climate change.
