Công nghệ lấy cảm hứng từ đại dương có thể tăng tốc độ thu giữ carbon từ tàu
của Nina Raffio, Đại học Nam California
Thiết bị thu giữ carbon này mô phỏng quá trình thu giữ carbon tự nhiên của đại dương nhưng với tốc độ nhanh hơn. Nhà cung cấp hình ảnh: Nina Raffio/Đại học Nam California
Đại dương có một tài năng tiềm ẩn được mài giũa qua nhiều thiên niên kỷ: khả năng thu giữ và lưu trữ một lượng lớn carbon dioxide, nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, chu trình thu hồi carbon tự nhiên của đại dương, mất hàng trăm nghìn năm, không thể theo kịp lượng khí thải carbon do con người tạo ra. Chỉ riêng ngành vận tải biển toàn cầu đã đóng góp khoảng 3% lượng khí thải CO2 toàn cầu.
Giờ đây, một công nghệ mới lấy cảm hứng từ chính đại dương đã đưa ra một giải pháp tiềm năng. Các nhà nghiên cứu tại USC và Caltech, phối hợp với công ty khởi nghiệp Calcarea, đã phát triển một thiết bị thu giữ lượng khí thải carbon trực tiếp từ tàu chở hàng và các tàu chạy bằng diesel khác hỗ trợ ngành vận tải biển toàn cầu.
William Berelson, Giáo sư Paxson H. Offfield về Hệ thống biển và ven biển tại Đại học Văn học, Nghệ thuật và Khoa học USC Dornsife và là một trong những người đứng đầu dự án, cho biết: “Công nghệ của chúng tôi bắt chước quá trình thu giữ carbon tự nhiên của đại dương nhưng với tốc độ nhanh hơn theo cấp số nhân”. Các nhà nghiên cứu.
Berelson, người đã nói chuyện với USC News tại AltaSea, viện đại dương công-tư có trụ sở tại Cảng Los Angeles, một trong những bến cảng lớn nhất thế giới và là nơi bận rộn nhất, cho biết: “Những gì phải mất hàng năm trời thì các lò phản ứng của chúng tôi mới đạt được chỉ trong vài phút”. cảng ở Hoa Kỳ theo số lượng.
Thu giữ carbon: Tum cho đại dương
Phản ứng tự nhiên trong đại dương giống như một phương thuốc thông thường trong gia đình: những viên thuốc kháng axit như Tums.
Đá vôi, một loại canxi cacbonat và là thành phần chính trong thuốc kháng axit, có rất nhiều dưới đáy biển. Cũng giống như uống một viên thuốc để trung hòa axit khi dạ dày khó chịu, đại dương sử dụng đá vôi để trung hòa lượng CO2 dư thừa mà nó hấp thụ từ khí quyển. Sản phẩm phụ của phản ứng này là bicarbonate, một thành phần tự nhiên của nước biển.
Tín dụng: Đại học Nam California
Công nghệ của các nhà nghiên cứu, một cặp lò phản ứng được đặt tên thích hợp là Ripple 1 và Ripple 2, hoạt động tương tự. Các lò phản ứng hiện nay dẫn CO2 trực tiếp từ khí thải động cơ và chuyển nó thành dung dịch được làm giàu nhẹ bằng bicarbonate. Dung dịch này sau đó được thả trở lại đại dương một cách an toàn với tác động tối thiểu đến thành phần hóa học tổng thể của nước. Về cơ bản, các lò phản ứng trả lại nước ở trạng thái tự nhiên mặn hơn một chút, với tác động không đáng kể đến sinh vật biển.
Từ phòng thí nghiệm tới biển
Công nghệ lò phản ứng đã trải qua quá trình phát triển nghiêm ngặt. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nguyên mẫu Ripple 1 tại khuôn viên Đại học USC để thử nghiệm khả năng thu giữ carbon trong nước biển trong các điều kiện được kiểm soát cẩn thận.
Kết quả đầy hứa hẹn từ những thử nghiệm ban đầu này đã mở đường cho lò phản ứng Ripple 2. Phiên bản này hiện đang được thử nghiệm tại AltaSea. Từ trước đến nay, các nhà khoa học USC đã kiểm tra để đảm bảo rằng nước thải Ripple không gây hại cho đời sống đại dương.
Berelson, người gần đây đã giành được Giải thưởng Sáng tạo của Khoa Môi trường và Bền vững USC Wrigley để ghi nhận nghiên cứu thu giữ carbon này, cho biết: “Vẻ đẹp của công nghệ này nằm ở khả năng mở rộng của nó”. "Mục tiêu của chúng tôi là phát triển công nghệ này thành một giải pháp khả thi về mặt thương mại và có thể dễ dàng tích hợp vào các hoạt động vận chuyển hiện có. Bằng cách triển khai công nghệ này trên quy mô thương mại trong toàn bộ lĩnh vực vận chuyển, chúng tôi hy vọng sẽ giảm thiểu đáng kể lượng khí thải CO2 toàn cầu."
"Hơn 90% sản phẩm chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày đều di chuyển trên tàu vào một thời điểm nào đó. Nếu chúng ta nghĩ về cách giải quyết vấn đề CO2 với tư cách là một xã hội, chúng ta phải lưu ý đến thực tế là chúng ta Jess Adkins, người sáng lập và Giám đốc điều hành của Calcarea và Giáo sư Địa hóa học và Khoa học Môi trường Toàn cầu của Gia đình Smits tại Caltech cho biết.
Ông nói: "Vận chuyển là một ví dụ điển hình về một ngành điện khí hóa không hiệu quả. Thật khó để tưởng tượng những con tàu chạy hết pin, mặc dù với tư cách là một xã hội, chúng ta phải sử dụng năng lượng tái tạo".
Công nghệ này đã đạt được sức hút trong ngành vận tải biển. Calcarea gần đây đã công bố hợp tác với phòng thí nghiệm liên doanh của công ty Lomar Shipping, lomarlabs, để thương mại hóa và triển khai hệ thống thu hồi carbon trên tàu của họ.
Adkins cho biết: “Công nghệ của chúng tôi cung cấp nhu cầu năng lượng thấp hơn, chi phí thấp hơn và yêu cầu cơ sở hạ tầng thấp hơn so với các giải pháp thay thế tương đương để cắt giảm khí thải từ vận chuyển”. "Nhưng chúng tôi cần lực kéo từ chính các chủ tàu và nhà điều hành để đưa hệ thống của chúng tôi vào ngành và sử dụng. Sự hợp tác này sẽ đẩy nhanh quá trình thử nghiệm và kỹ thuật hàng hải cần thiết để đưa hệ thống của chúng tôi vào sử dụng và cuối cùng là giảm lượng khí thải."
