作者韦恩·刘易斯，洛杉矶加州大学 加州大学洛杉矶分校的高拉夫·桑特说，为了帮助清除积聚在大气中的大量二氧化碳，“我们必须从大自然中汲取灵感”
荣誉:约瑟夫·巴里恩托斯/翁普拉什 大多数专家一致认为，阻止气候变化——以及随之而来的全球变暖、极端高温事件和更强的风暴——将需要清除大气中的二氧化碳和其他温室气体
但是随着人类每年排放出大约370亿吨二氧化碳，目前捕捉二氧化碳的策略似乎有所欠缺
现在，加州大学洛杉矶分校的一个研究小组提出了一种途径，可以帮助每年从大气中提取数十亿公吨的二氧化碳
这项技术不是直接捕获大气中的二氧化碳，而是从海水中提取二氧化碳，让海水吸收更多的二氧化碳
为什么？因为，每单位体积，海水的二氧化碳含量是空气的近150倍
研究人员在今天发表在《美国化学学会可持续化学与工程》杂志上的一篇论文中概述了他们的概念，被称为单步碳隔离和储存，或sCS2
加州大学洛杉矶分校碳管理研究所主任、萨缪利研究员、加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院土木与环境工程和材料科学与工程教授、资深作者高拉夫·桑特说:“为了减缓气候变化，我们需要每年从大气中去除100亿到200亿公吨的二氧化碳。”
“要实现如此规模的解决方案，我们必须从大自然中汲取灵感
" 由于大气和海洋处于平衡状态，如果从海洋中提取二氧化碳，那么大气中的二氧化碳就会溶解在其中
在这种情况下，海水就像一个已经吸收了全部二氧化碳的海绵，而sCS2过程旨在将它拧干，让海绵从大气中吸收更多的二氧化碳
这项被提议的技术将包括一个流动反应器——一个连续供应原料和生产产品的系统
海水会流过一个网，让电荷进入水中，使水变成碱性
这引发了一系列化学反应，最终将溶解的二氧化碳与海水中的钙和镁结合，通过类似贝壳形成的过程产生石灰石和菱镁矿
流出的海水将会耗尽溶解的二氧化碳，并准备吸收更多
除了矿物质之外，反应的副产品是氢气，它是一种清洁燃料
这幅插图概述了加州大学洛杉矶分校团队的单步碳封存和存储概念
信用:加州大学洛杉矶分校碳管理研究所 除了几十亿公吨的潜在规模之外，加州大学洛杉矶分校团队提出的方法比目前解决大气中二氧化碳积累的想法具有重要优势
该名称包括“单步”，以区别于其他概念，即要求大气中的二氧化碳在储存前经历多步浓缩过程
虽然一些计划建议将捕获的二氧化碳储存在地质构造中，如枯竭的天然气和石油储层中，但二氧化碳有可能泄漏到大气中
相比之下，sCS2意味着以固体矿物质的形式持久储存二氧化碳
加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所的成员桑特说:“把二氧化碳变成岩石的好处是，它哪儿也去不了。”
“持久、安全和永久的存储是我们解决方案的前提，”第一作者艾丽卡·卡拉贡·拉·普朗泰补充道，她是前加州大学洛杉矶分校助理项目科学家，目前是德克萨斯大学阿灵顿分校的助理教授
该团队对实现其概念所需的材料和能源投入以及成本进行了详细分析，并对副产品进行了处理
不出所料，考虑到碳挑战的巨大规模，他们估计每年需要近1800个二氧化硫工厂来固定100亿吨二氧化碳，成本高达数万亿美元
桑特说:“我们应该清楚:管理和减少二氧化碳排放首先是一项经济挑战。”
“当今许多碳管理方法要么需要比我们生产的更多的清洁能源，要么负担不起
因此，我们需要创造可获得的、不会使世界贫困的解决办法
我们试图用实用主义的眼光来考虑我们如何能够以前所未有的规模实现综合干预，同时考虑到我们有限的能源和财政资源
" 然而，研究人员认为，即使在较小的范围内，二氧化硫也代表着碳捕获和存储的进步，应该被视为应对气候变化的任何整体战略的潜在组成部分
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