A Stanford Egyetem vegyészei, Matthew Kanan és Yuxuan Chen forradalmian új eljárást fejlesztettek ki, amely segítségével olyan anyagokká alakítanak át gyakori ásványokat, melyek képesek tartósan elnyelni a szén-dioxidot. Az eljárás nemcsak praktikus, hanem költséghatékony is, aminek köszönhetően jelentős előnyöket nyújthat a mezőgazdaságban is. Kanan és Chen munkáját alaposan bemutatja a Nature tudományos folyóirat.

"A Föld hatalmas mennyiségű ásványi nyersanyaggal bír, képesek eltávolítani a CO2-t a légkörből, de önállóan nem elég gyorsan reagálnak ahhoz, hogy kompenzálják az emberi tevékenységek által kibocsátott üvegházhatású gázokat" - mondta Kanan, a tanulmány vezető szerzője. "Mi megoldást nyújtunk erre a problémára egy olyan módon, amely skálázható."

A kutatók hosszú évtizedek óta keresik a módját, hogyan lehetne felgyorsítani bizonyos kőzetek természetes szén-dioxid felvételét, amely folyamat évtizedeken, sőt évezredeken át is eltarthat.

Úgy tűnik, Kanan és Chen megtalálta a megoldást, mivel a szilikátokban található némileg inaktív ásványokat aktívabbá tudták tenni. Chen elmagyarázta: "Kifejlesztünk egy új kémiai eljárást az inert szilikátásványok aktiválására egy egyszerű ioncserereakció révén. Azt sem gondoltuk, hogy ez ennyire hatékonyan fog működni."

Az ötletet a cementgyártás ihlette, ahol a mészkövet kalcium-oxidekké alakítják, majd homokkal keverik. A kutatók ezt a folyamatot úgy módosították, hogy a homokot magnésium-szilikátra cserélték, amely hatására ioncsere következett be, és a végtermékek gyorsan változtak.

"Ez a folyamat multiplikátorként működik" - nyilatkozta Kanan. "Egy reaktív ásványt, a kalcium-oxidot, és egy viszonylag inaktív magnésium-szilikátot használunk, amelyből két reaktív ásványt nyerünk."

Kísérleteik során Kanan és Chen nedves kalcium-szilikátot és magnésium-oxidot tettek ki a levegőnek, és ezek hetek-hónapok alatt karbonátásványokká alakultak.

"Képzeljünk el úgy, hogy ezt a két ásványt nagy földterületekre kijuttatjuk, eltávolítva ezzel a CO2-t a környezeti levegőből" - fogalmazta meg Kanan. Most azt tesztelik, hogy használható-e mezőgazdasági talajok javítására.

Ez a megoldás különösen értékes lehet a gazdálkodók számára, akik kalcium-karbonátot adnak a talajhoz, ha az túl savas, amit meszezésnek hívunk. Kanan megjegyezte, hogy a termékük kiküszöböli a meszezés szükségességét, mivel mindkét ásványi összetevő lúgos. Ezen kívül a kalcium-szilikát idővel szilíciumot is felszabadít a talajba, ami javíthatja a hozamot és a növények ellenálló képességét.

Körülbelül egy tonna magnésium-oxid és kalcium-szilikát egy tonna CO2-t képes elnyelni a légkörből, és ez a technológia kevesebb energiát igényel, mint más szén-dioxid-leválasztási eljárások. Azonban az eljárás hatékonyságának növeléséhez évente több millió tonna magnésium-oxidra és kalcium-szilikátra lenne szükség.

Chen rávilágított, hogy ha a magnésium-szilikátok, például az olivin vagy a szerpentin természetes készleteiről szóló becslések pontosak, akkor ezek elegendőek lennének az ember által kibocsátott összes légköri CO2 eltávolítására.

Éppen ezért a kutatás nemcsak a környezetvédelem szempontjából könnyítheti meg az életünket, hanem a fenntartható mezőgazdaság jövőjét is biztosíthatja, amely egybeesik a globális felmelegedés elleni harcnak is.