加州大學洛杉磯分校的高拉夫·桑特( Gaurav Sant)說，為了幫助清除大氣中積累的大量二氧化碳，“我們必須從大自然中汲取靈感。”

目前，清除大氣中累積的大量二氧化碳，遏制全球氣候變化，還沒有簡易的辦法。1月12日，美國《加州大學洛杉磯分?！肪W站刊載韋恩·劉易斯(Wayne Lewis)的文章說[1]， 該校的研究人員提出一種策略是，通過海水每年誘捕幾十億噸CO2。這值得深入研究......

大多數專家一致認為，遏制氣候變化，以及隨之而來的全球變暖、極端高溫事件和更強風暴，需要從大氣中清除二氧化碳和其他溫室氣體。但是，由于人類每年排放約370億噸二氧化碳，目前捕俘二氧化碳的策略似乎無法達到預期的效果。

現在，UCLA的研究小組提出了一種途徑，可以幫助每年從大氣中提取幾十億噸二氧化碳。這種技術并不直接捕俘大氣中的二氧化碳，而是從海水中提取，使海水吸收更多的二氧化碳。因為，單位體積海水所含二氧化碳約為空氣150倍。

他們的研究成果，發表在美國化學學會(ACS)《可持續化學與工程》雜志上。它描述了UCLA研究人員的理念，稱“單步”的碳扣押與封存，簡稱sCS2。但免費下載閱讀的范圍還有些限制。[2]

資深作者、UCLA碳管理研究所主任與UCLA薩姆厄工程學院薩姆厄研究員、土木與環境工程和材料科學與工程教授Gaurav說，“為了緩解氣候變化，需要移除大氣中的二氧化碳，量級為每年約100-200億噸。” “要實現這么大規模的方案，必須從大自然中汲取靈感。”

由于大氣和海洋處于平衡狀態，如果從海洋中提取二氧化碳，那么大氣中的二氧化碳就會溶解到海洋中。在這種情況下，海水就像一塊吸收二氧化碳的“海綿”。它已經吸收了大量的二氧化碳，而sCS2過程的目標是將它榨干，讓“海綿”再從大氣中吸收更多的二氧化碳。

這個擬議的技術包括一個液流反應器，即連續供應原料并產出制品的系統。海水流過一網狀物，使電荷能通過它進入水中，使之變成堿性。這會引發一系列化學反應，最終將溶解的二氧化碳與海水中原有的鈣和鎂相結合，形成石灰石和菱鎂礦。這個過程與貝殼的形成過程類似。流出的海水耗盡了溶解的二氧化碳，準備再吸收更多的二氧化碳。除礦物質外，反應的副產物氫，是一種清潔燃料。

原理圖：簡要說明UCLA 研究小組的“單步”碳扣押與封存概念。

UCLA研究小組提出的方法，除其潛在的規模高達每年幾十億噸外，重要的優勢在于超越其他移除大氣中積聚二氧化碳的理念。

所謂的“單步”，用以區別于其他的概念。后者要求從大氣中提取二氧化碳，需經多步濃縮過程之后才能封存。雖然某些計劃提議將捕俘的二氧化碳封存在地質構造中，如枯竭的天然油-氣田，但有二氧化碳泄漏重新進入大氣的危險。相比之下，sCS2能以固體礦物的形態“持久”地封存二氧化碳。

UCLA加州納米系統研究所的Sant說，“把二氧化碳變成巖礁的好處是，沒有什么不良后果。”

研究報告的第一作者、原UCLA項目助理教授、現在德克薩斯大學阿靈頓分校助理教授Erika Callagon La Plante補充說，“持久、安全和永久儲存，是我們解決方案的前提。”

這個團隊對實現這個概念所需材料、能源輸入、成本，以及如何處理副產品進行了詳細的分析?？紤]到碳排放的巨大挑戰，不出所料的是，他們估計，每年固碳100億噸，要建近1800個sCS2裝置，成本高達萬億美元。

Sant說，“很顯然，管理和減少二氧化碳排量首先是個經濟挑戰。”“現今的許多碳管理方法，或者需要的清潔能源比我們能生產的還多，或者負擔不起。因此，需要制定的解決方案既要可行，又不會使世界陷入貧困。我們試圖用實用主義的眼光，既考慮能源和財政資源有限，又考慮怎樣實現規?？涨暗木C合干預。”但是，消耗的能源和經濟成本還是嫌太高了，值得更深入地研究、改進。

研究人員仍然相信，即使較小規模的sCS2系統，也是碳捕俘與封存技術的進步，應視作任何潛在的、應對氣候變化總體戰略的組成部分。

資料與注釋：

1. Wayne Lewis，Could the ocean hold the key to reducing carbon dioxide in the atmosphere? UCLA，January 12, 2021

2. Erika Callagon La Plante et al., Saline Water-Based Mineralization Pathway for Gigatonne-Scale CO2 Management, ACS Publications，January 12, 2021