通過「電地球化學」方法捕捉碳，產生燃料，抵消海洋酸化

通過「電地球化學」方法捕捉碳，產生燃料，抵消海洋酸化

將全球變暖控制在2攝氏度之內不僅需要減少二氧化碳的排放，還需要從大氣中主動清除二氧化碳。政府間氣候變化專門委員會的這一結論引起了人們對「負排放技術」的濃厚興趣。

6月25日發表在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)雜誌上的一項新研究評估了最近描述的通過「電地球化學」過程從大氣中捕獲二氧化碳的方法的潛力。這種過程也產生氫氣作為燃料，併產生有助於抵消海洋酸化的副產品。

第一作者Greg Rau是加州大學聖克魯斯分校海洋科學研究所的研究員，同時也是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的訪問科學家。

這一過程利用可再生能源的電力，電解鹽水來產生氫和氧，再加上涉及全球豐富的礦物的反應，產生一種從大氣中強烈吸收和保留二氧化碳的溶液。Rau和其他研究人員開發了幾種相關的方法，所有這些方法都涉及電化學、鹽水和碳酸鹽或硅酸鹽礦物。

「它不僅減少了大氣中的二氧化碳，還增加了海洋的鹼度，所以這是一個雙管齊下的好處，」勞說。「這一過程只是將二氧化碳轉化為溶解的碳酸氫鹽，這種礦物質在海洋中已經大量存在，有助於對抗酸化。」

到目前為止，最受關注的負排放方法被稱為「生物質能源加上碳捕獲和儲存」(BECCS)。這包括種植樹木或其他生物能源作物(它們在生長過程中吸收二氧化碳)，燃燒生物量作為發電廠的燃料，捕捉排放，並將高濃度的二氧化碳埋在地下。

「BECCS很貴，而且精力充沛。我們認為這種氫的電化學過程提供了一種更有效、更大容量的方式來產生負排放的能源。

他和他的同事們估計，與BECCS相比，電地球化學方法平均能增加50倍以上的能量產生和碳去除，成本相當或更低。他承認，BECCS在實施方面走得更遠，一些生物質能發電廠已經在運行。此外，BECCS還能發電，而不是使用較少的氫。

Rau說:「問題在於如何提供足夠的生物量，以及將高濃度二氧化碳埋在地下並希望它留在地下的成本和風險。」

電地球化學方法已在實驗室中得到證實，但需要更多的研究來擴大它們的規模。這項技術可能僅限于海岸或近海的地點，那裡有海水、豐富的可再生能源和礦產。美國海軍研究實驗室的合著者Heather Willauer領導了這一類型的最先進的項目，一個旨在生產氫氣並通過電解海水去除二氧化碳的電解-陽離子交換模塊。而不是將二氧化碳和氫結合成碳氫燃料(海軍的主要興趣)，這個過程可以被修改成轉化和儲存二氧化碳作為海洋碳酸氫鹽，從而達到負排放。

「負排放技術尚處於起步階段，我們需要對可能出現的選擇保持開放的心態，」勞說。「我們還需要政策來促進這些技術的出現。」

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