面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-07-31

我们刚刚经历了有史以来最热的六月。

如果上个月你觉得很热,西瓜冰棍空调电扇齐上阵,那你不是一个人在与热战斗!

面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

图自网络

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据显示,2019年6月是140年来(从1880年NOAA开始记录温度算起)最热的6月,南极海冰面积也在该月再创新低。

专家称,这种极端气温与气候变化有关,人们应想方设法减少温室气体排放,否则,极端高温天气可能会越来越多。

我们都知道,造成近些年来全球变暖、极端高温天气频发的罪魁祸首就是二氧化碳。那么,二氧化碳是如何造成全球变暖的呢?

面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

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全球变暖,也就是温室效应。地球之所以能产生温室效应,主要依靠我们和大自然的“里应外合”。

内因很简单,随着现代工业脚步的加快,人们大量开采矿业,燃烧物和汽车尾气排放物迅速增加,因此造成大气中二氧化碳含量暴涨,地球大气层的厚度增加。

有了内因之后,就需要外因引发了。这里的外因无疑就是太阳光,地球上接收到的太阳光大都是可见光,然而大气层对波长较短的紫外光并不感冒,所以紫外光线都透射到地表上了。

地球吸收太阳光的同时也会产生较长波段的红外光线,这些红外光无疑是向地球外面辐射的,当红外光线遇到大气层时,会被大气层中的二氧化碳和水蒸气等吸收,造成二氧化碳和水分子的平均运动动能增加

在热力学中,温度的微观表现就是大量分子平均动能,大量分子平均动能越高,温度就越高。因此,大气层中的二氧化碳和水蒸气分子的平均动能增加以后,由于热的传递性,必然导致大气层整体平均温度有一定的升高,这样就大致形成了温室效应。

面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

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而为了解决二氧化碳排放过多的问题,科学家们这几年来做了不少的努力。

把二氧化碳“封印”到石头里

美国太平洋西北国家实验室的研究人员将二氧化碳液体注入火山玄武岩中,让自然的化学反应触发其转化,以此实现将二氧化碳“封印”在岩石里。

研究员皮特·麦克格里尔表示,他们将二氧化碳液体注入华盛顿州瓦卢镇附近地下900米的玄武岩中。

当二氧化碳与玄武岩中的钙、镁和铁接触时就会发生化学反应,形成新的碳酸盐矿物。

面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

图自sciencealert

固态碳酸盐矿物没有泄漏风险,因而这种方式可以永久且对环境无害地封存二氧化碳。

而且,玄武岩是地球上最常见的岩石类型之一,在世界许多地方的大陆边缘地带广泛存在,因此有潜力用于大量封存二氧化碳。

但用这个方法将二氧化碳注入玄武岩层之前,需先把二氧化碳与水混合,因而所需要的水量非常大,封存1吨二氧化碳需要大约25吨水。众所周知,我们的水资源也很匮乏.....

把二氧化碳转化成乙醇

美国橡树岭国家实验室的研究团队研制了一种嵌入钉状纳米碳的纳米铜颗粒催化剂,这种催化剂能够在室温下直接把溶于水中的二氧化碳转化成乙醇。

本来科学家只是在寻找将二氧化碳转换成甲醇的可能程序,预计要经过多道步骤和各种不同的触媒才能达成。想不到的是,在试验各种触媒的过程中,出现了一种只要一个步骤,就能直接把二氧化碳变成乙醇的方法。

这个触媒是在硅基上铺上一片纳米级的铜和碳结构,再依靠碳结构当中掺入的少许氮原子,让原本平顺的表面“皱折”起来。将这个表面放入到溶有二氧化碳的水中,再施以一点电压,就可以将二氧化碳加水转化成乙醇加氧气,基本上就是将燃烧的过程反转过来,再用电力补足中间的化学能差。

借由控制表面特征的大小,科学家可以接近完美地让这个过程只产生高纯度的乙醇,初步的系统就拥有60%的转换率。

目前,研究人员正在改进他们的方法,以进一步研究这种催化剂的性质和行为。

面对全球变暖,科学家想把二氧化碳封印在石头里

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当下怀着同样目标进行二氧化碳转化的项目还有很多,在这些项目展示出真正的成绩前,我们需要保持谨慎的态度。

但蝌蚪君还是无比期待某年某月某人能最终解决这个难题。因为随着人口的剧增,我们对能源的需求只会增不会减,真的希望能有一个“一石二鸟”的方法可以改变这一切。

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