A maioria dos especialistas concorda que travar as mudanças climáticas - e o aquecimento global, eventos extremos de calor e tempestades mais fortes que os acompanham - exigirão a remoção do dióxido de carbono e de outros gases do efeito estufa da atmosfera. Mas com os humanos bombeando cerca de 37 bilhões de toneladas métricas de dióxido de carbono anualmente, as estratégias atuais para capturá-lo parecem estar aquém.

Agora, uma equipe de pesquisa da UCLA propôs um caminho que poderia ajudar a extrair bilhões de toneladas métricas de dióxido de carbono da atmosfera a cada ano. Em vez de capturar diretamente o dióxido de carbono atmosférico, a tecnologia iria extraí-lo da água do mar, permitindo que a água do mar absorva mais. Porque? Porque, por unidade de volume, a água do mar retém quase 150 vezes mais dióxido de carbono do que o ar.

Os pesquisadores esboçam seu conceito, denominado sequestro e armazenamento de carbono em uma única etapa, ou sCS ² , em um artigo publicado hoje na revista Química e Engenharia Sustentáveis ​​da ACS .

“Para mitigar as mudanças climáticas, precisamos remover o dióxido de carbono da atmosfera em um nível entre 10 bilhões e 20 bilhões de toneladas métricas por ano, "disse o autor sênior Gaurav Sant, diretor do UCLA Institute for Carbon Management e Samueli Fellow e professor de engenharia civil e ambiental e de ciência e engenharia de materiais na UCLA Samueli School of Engineering. "Para cumprir uma solução nessa escala, temos que nos inspirar na natureza. "

Uma vez que a atmosfera e os oceanos estão em estado de equilíbrio, se o dióxido de carbono fosse extraído do oceano, o dióxido de carbono da atmosfera pode então se dissolver nele. Neste cenário, a água do mar é como uma esponja de dióxido de carbono que já absorveu sua capacidade total, e o sCS ² processo visa torcê-lo, permitindo que a esponja absorva mais dióxido de carbono da atmosfera.

A tecnologia proposta incorporaria um reator de fluxo - um sistema que continuamente é alimentado com matérias-primas e produz produtos. A água do mar fluiria através de uma malha que permite que uma carga elétrica passe para a água, tornando-o alcalino. Isso dá início a um conjunto de reações químicas que, em última análise, combina dióxido de carbono dissolvido com cálcio e magnésio nativo da água do mar, produção de calcário e magnesita por um processo semelhante ao da formação das conchas. A água do mar que flui seria então esvaziada de dióxido de carbono dissolvido e estaria pronta para absorver mais. Um co-produto da reação, além de minerais, é hidrogênio, que é um combustível limpo.

Além de sua escala potencial de bilhões de toneladas métricas, a abordagem sugerida pela equipe da UCLA tem vantagens importantes sobre as idéias atuais para lidar com o acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera.

O nome inclui "etapa única" para diferenciá-lo de outros conceitos que exigem que o dióxido de carbono da atmosfera passe por um processo de concentração de várias etapas antes de ser armazenado. E embora alguns planos proponham o armazenamento de dióxido de carbono capturado em formações geológicas, como óleo natural esgotado e reservatórios de gás, existe o risco de vazamentos retornando esse dióxido de carbono para a atmosfera. Por contraste, sCS ² destina-se a armazenar dióxido de carbono de forma durável na forma de minerais sólidos.

"O que é bom em transformar o dióxido de carbono em uma rocha é, não vai a lugar nenhum, "disse Sant, que é membro do California NanoSystems Institute da UCLA.

"Durável, o armazenamento seguro e permanente é a premissa da nossa solução, "adicionou a primeira autora Erika Callagon La Plante, um ex-cientista assistente do projeto da UCLA que atualmente é professor assistente na Universidade do Texas em Arlington.

A equipe realizou análises detalhadas das entradas de material e energia e os custos necessários para concretizar seu conceito, bem como o que fazer com os subprodutos. Sem surpresa, dada a enorme magnitude do desafio do carbono, eles estimam que levaria quase 1, 800 sCS ² plantas para imobilizar 10 bilhões de toneladas métricas de dióxido de carbono a cada ano, com um custo de trilhões de dólares.

"Devemos ser claros:gerenciar e mitigar o dióxido de carbono é um desafio econômico, "Disse Sant." Muitas das abordagens atuais para a gestão do carbono requerem mais energia limpa do que podemos produzir ou são inacessíveis. Como tal, precisamos criar soluções que sejam acessíveis e que não empobrecem o mundo. Tentamos usar uma lente de pragmatismo para considerar como podemos ser capazes de alcançar intervenções sintéticas em uma escala sem precedentes, considerando a energia finita e os recursos financeiros de que dispomos. "

Ainda, os pesquisadores acreditam que sCS ² , mesmo em escalas menores, represents an advance in carbon-capture and storage that should be considered as a potential part of any overall strategy for confronting climate change.