Ler kan være løsningen på global opvarmning
For at nå Parisaftalens mål om at begrænse den globale temperaturstigning til 1,5-2 grader sammenlignet med niveauet i 1990 er det nødvendigt at udvikle og implementere nye teknologier til at begrænse – og endnu bedre fjerne – nogle af de drivhusgasser, der er udledt i atmosfæren gennem tiden.
Denne proces kaldes CO₂-fangst og -lagring (CCS). Den hidtil mest anvendte teknik er opsamling af røggasser fra eksempelvis kulkraftværker. Nu har forskere fra det amerikanske forskningsinstitut Sandia National Laboratories præsenteret en alternativ form for CO₂-fangst og -lagring.
Læs også: Fremtidens teknologi vil ændre vores liv – her er alle de nye teknologier under udvikling
Ler kan opsamle CO₂ som en svamp
I den videnskabelige artikel i tidsskriftet The Journal of Physical Chemistry Letters præsenterer et hold af forskere ler som et bud på et materiale, der har potentiale til at bidrage til at løse den globale opvarmning.
Tuan Ho, der er kemiingeniør og leder af forskerholdet, og hans kollegaer har gjort brug af kraftige computermodeller i samspil med laboratorieeksperimenter for at undersøge, hvordan en bestemt type af ler kan absorbere CO₂ som en svamp og lagre det.
“Disse grundlæggende resultater har potentiale til opsamling af CO₂ direkte fra luften – det er det, vi arbejder hen imod. Ler er virkelig billigt og findes i rigelige mængder i naturen. Det burde gøre det muligt for os at reducere omkostningerne ved CO₂-fangst i luften betydeligt, hvis dette højrisiko- og højgevinstprojekt i sidste ende fører til en teknologi,” siger Ho, der er hovedforfatter på artiklen.
Omdanner kuldioxid (CO₂) til kulsyre (H2CO3) i ler
Tuan Ho forestiller sig en enhed baseret på ler, som fungerer som en svamp og opsuger kuldioxid fra luften. Den opsamlede CO₂ kan derefter ”presses” ud af svampen og pumpes ned i undergrunden.
Enheden vil adskille sig fra eksisterende teknologier ved at være billig, og ler er samtidig meget udbredt og har også stabile egenskaber med et stort overfladeareal. Det skyldes, at ler består af mange mikroskopiske partikler med revner og sprækker, som er omkring hundrede tusinde gange mindre end diameteren på et menneskehår – også kaldet nanoporer.
Forskerne har gjort brug af en type computersimulation kaldet molekylær dynamik, hvor interaktionen og bevægelser mellem atomer og molekyler undersøges i nanoskala. Med simuleringerne har forskerne fundet frem til, at CO₂ lagres meget mere stabilt i nanoporer i vådt ler sammenlignet med i rent vand. Når kuldioxid kommer opløses i vand, dannes der kulsyre (H2CO3). Konverteringen af CO₂ til kulsyre i nanoporerne er dog endnu mere effektiv end i rent vand, lyder det.
På samme måde har forskere fra Purdue University for nylig også fundet ud af, at vand indesluttet i nanoporer af ler absorberer mere CO₂, end almindeligt vand gør.
“Dette fortæller os indtil videre, at ler er et godt materiale til at opsamle CO₂ og omdanne det til et andet molekyle. Og vi forstår, hvorfor det er sådan, så synteseforskerne og ingeniørerne kan ændre materialet for at forbedre det. Simuleringerne kan også være hjælpe med at teste nye hypoteser.”
Vil udvikle lerbaseret enhed i løbet af tre år
Næste skridt for forskerne er at bruge molekylær dynamiksimuleringerne og eksperimenter til at finde ud af, hvordan man får CO₂ ud af nanoporerne. Inden for projektets treårige periode håber Tuan Ho på at have udviklet en lerbaseret enhed, der kan opsamle CO₂ fra luften.
Og hvis alt går vel, kan det vise sig at blive et vigtigt redskab i kampen mod global opvarmning.
Læs også: Nyheder om fremtidens teknologi