科学家们在实验室里制造了一种捕获二氧化碳的矿物质

科学家距离长期寻求的将二氧化碳储存在岩石中的方法更近了一步。

一种新的技术加快了矿物的形成称为菱镁矿的是，在本质上，捕获并存储大量的温室气体CO的2。研究人员于8月14日在波士顿举行的Goldschmidt地球化学会议上报告说，这个过程可以在室温下进行。如果能够大量生产矿物，该方法有朝一日可以帮助应对气候变化。

“地球上的大量碳已经储存在碳酸盐矿物中，例如石灰石，”加拿大彼得伯勒特伦特大学的环境地球科学家Ian Power说，他提出了这项研究。“地球知道如何自然地储存碳，并在地质时间内完成。但是我们发出如此多的CO 2现在，地球跟不上“。

研究人员一直在寻找方法来提高这个星球上的CO容量2存储(SN：10年6月5日，第16页。)。一种可能的技术：螯合CO 2通过将其转换到碳酸盐矿物气体。菱镁矿，或碳酸镁，是一种稳定的矿物，可容纳大量的CO 2自然：甲公吨菱镁矿的可含有约半公吨的温室气体的。

但菱镁矿不易制造 - 至少不是在地球表面。前人已经考虑泵送CO 2深入到地球内部，其中，高的温度和压力可以加快气体与称为橄榄石镁-轴承上地幔岩反应。但是，许多障碍仍然使这个想法的商业，包括寻找合适的位置插入CO 2产生大量菱镁矿的运输和存储气体的成本。

另一种选择是尝试在实验室中制造菱镁矿 - 但在室温下，这可能需要很长时间。地球表面自然形成菱镁矿的地方是不列颠哥伦比亚省北部的干旱盆地。根据之前在这些地点的工作，Power和他的同事确定，通过该地区橄榄石等前地幔岩石循环的地下水富含镁和碳酸根离子。离子最终反应形成菱镁矿，菱镁矿沉淀出水面。Power表示，在不列颠哥伦比亚省，这一过程始于11000年前。“我们知道它很慢，但没有人测量过它。”

在非常高的温度下，科学家们可以使用橄榄石作为原料在实验室中快速制造菱镁矿。但是Power说，这个过程耗费了大量的能源，而且成本非常高。

Power的团队发现，制造菱镁矿的问题在于水会阻碍。为了在实验室制造岩石，Power和同事将镁离子注入水中。当镁离子 - 由于电子的增益或损失而带电荷的原子 - 被放入水中以产生菱镁矿时，水分子本身倾向于包围离子。水分子的“壳”阻碍了镁与碳酸根离子结合形成菱镁矿的能力。“剥离这些水分子很困难，”Power说。“这是菱镁矿形成非常缓慢的原因之一。”

为了解决这个问题，Power和他的同事使用了数千个微小的聚苯乙烯微球，每个微球的直径约为20微米，作为加速反应的催化剂。微球体上涂有羧基，带负电荷的分子可以将水分子从镁中拉出，使其释放出来与碳酸根离子结合。Power说，由于这些微球，研究人员设法在大约72天内制造菱镁矿。从理论上讲，他补充说，微球也可以重复使用，因为实验中球体没有用完。

Power表示，这一结果并不意味着该技术已准备好迎接黄金时段。到目前为止，科学家们在实验室中只生产了非常少量的菱镁矿 - 大约一微克左右。“我们距离升级还很远，”或者说这项技术具有商业可行性。

“我们所展示的是，它可以在室温下形成，”Powers说。现在，在展示了概念证明之后，团队可以探索下一步。他补充说：“我们希望更好地了解菱镁矿形成中涉及的一些基础科学”。

“结果让我感到惊讶，”布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学地球化学家帕特里夏·多夫说。她说，关于这个过程可能具有成本效益和能源效率的问题，仍有许多问题，但它“肯定非常有趣”。