Sebuah studi baru mengungkapkan hambatan alami untuk penyerapan karbon dioksida jangka panjang, menunjukkan bahwa saat karbon dioksida bekerja di bawah tanah, hanya sebagian kecil dari gas yang berubah menjadi batu. Sisa gas tetap dalam bentuk yang lebih renggang.
Penyerapan karbon menjanjikan untuk mengatasi emisi gas rumah kaca dengan menangkap karbon dioksida dari atmosfer dan menyuntikkannya jauh di bawah permukaan bumi, di mana ia akan mengeras secara permanen menjadi batu. Badan Perlindungan Lingkungan AS memperkirakan bahwa teknologi penyerapan karbon saat ini dapat menghilangkan hingga 90 persen emisi karbon dioksida dari pembangkit listrik tenaga batu bara.
Meskipun teknologi semacam itu mungkin berhasil menghilangkan gas rumah kaca dari atmosfer, para peneliti di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet di MIT adalah singkatan dari Massachusetts Institute of Technology. Ini adalah universitas riset swasta bergengsi di Cambridge, Massachusetts yang didirikan pada tahun 1861. Ini diatur dalam lima Sekolah: arsitektur dan perencanaan; rekayasa; humaniora, seni, dan ilmu sosial; pengelolaan; dan sains. Dampak MIT mencakup banyak terobosan ilmiah dan kemajuan teknologi. Tujuan mereka menyatakan adalah untuk membuat dunia yang lebih baik melalui pendidikan, penelitian, dan inovasi.
MIT telah menemukan bahwa setelah disuntikkan ke tanah, lebih sedikit karbon dioksida yang diubah menjadi batu dari yang dibayangkan sebelumnya.
Tim mempelajari reaksi kimia antara karbon dioksida dan lingkungannya setelah gas disuntikkan ke Bumi – menemukan bahwa saat karbon dioksida bekerja di bawah tanah, hanya sebagian kecil dari gas yang berubah menjadi batu. Sisa gas tetap dalam bentuk yang lebih renggang.
“Jika berubah menjadi batu, ia stabil dan akan tetap berada di sana secara permanen,” kata postdoc Yossi Cohen. “Namun, jika tetap dalam fase gas atau cair, ia tetap bergerak dan mungkin dapat kembali ke atmosfer.”
Cohen dan Daniel Rothman, seorang profesor geofisika di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planetary MIT, akan merinci hasilnya dalam jurnal Proceedings of the Royal Society A.
Teknik penyerapan karbon geologi saat ini bertujuan untuk menyuntikkan karbon dioksida ke bawah permukaan sekitar 7.000 kaki di bawah permukaan bumi, kedalaman yang setara dengan lebih dari lima Gedung Empire State yang ditumpuk dari ujung ke ujung. Pada kedalaman seperti itu, karbon dioksida dapat disimpan dalam akuifer garam dalam: kantong besar air asin yang secara kimia dapat bereaksi dengan karbon dioksida untuk memadatkan gas.
Cohen dan Rothman berusaha memodelkan reaksi kimia yang terjadi setelah karbon dioksida disuntikkan ke dalam lingkungan yang asin dan berbatu. Ketika karbon dioksida dipompa ke dalam tanah, ia mengalir ke kantong terbuka di dalam batu, menggantikan cairan yang ada, seperti air asin. Yang tersisa adalah gelembung karbon dioksida, bersama dengan karbon dioksida yang larut dalam air. Karbon dioksida terlarut berbentuk bikarbonat dan karbonat Setiap zat yang bila dilarutkan dalam air, memberikan pH kurang dari 7,0, atau mendonorkan ion hidrogen.
asam, yang menciptakan lingkungan asam. Untuk mengendapkan, atau memadat menjadi batu, karbon dioksida membutuhkan lingkungan dasar, seperti air garam.
Para peneliti memodelkan reaksi kimia antara dua wilayah utama: wilayah asam, pH rendah dengan konsentrasi karbon dioksida yang tinggi, dan wilayah pH lebih tinggi yang diisi dengan air asin, atau air asin. Karena setiap spesies karbonat A adalah sekelompok organisme hidup yang memiliki seperangkat karakteristik umum dan mampu berkembang biak dan menghasilkan keturunan yang subur. Konsep spesies penting dalam biologi karena digunakan untuk mengklasifikasikan dan mengatur keanekaragaman hayati. Ada berbagai cara untuk mendefinisikan suatu spesies, tetapi yang paling banyak diterima adalah konsep spesies biologis, yang mendefinisikan spesies sebagai kelompok organisme yang dapat kawin silang dan menghasilkan keturunan yang layak di alam. Definisi ini banyak digunakan dalam biologi evolusi dan ekologi untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan organisme hidup.
spesies bereaksi berbeda ketika menyebar atau mengalir melalui air, para peneliti menandai setiap reaksi, lalu bekerja setiap reaksi menjadi model difusi reaktif – simulasi reaksi kimia saat karbon dioksida mengalir melalui lingkungan yang asin dan berbatu.
Ketika tim menganalisis reaksi kimia antara daerah yang kaya akan karbon dioksida dan daerah air asin, mereka menemukan bahwa karbon dioksida mengeras – tetapi hanya pada permukaannya. Reaksi pada dasarnya menciptakan dinding padat pada titik di mana karbon dioksida bertemu air garam, menjaga sebagian besar karbon dioksida bereaksi dengan air garam.
“Ini pada dasarnya dapat menutup saluran, dan tidak ada lagi material yang dapat bergerak lebih jauh ke dalam air garam, karena begitu menyentuh air garam, itu akan menjadi padat,” kata Cohen. “Harapannya sebagian besar karbon dioksida akan menjadi mineral padat. Pekerjaan kami menunjukkan bahwa lebih sedikit yang akan mengendap.”
Cohen dan Rothman menunjukkan bahwa prediksi teoretis mereka memerlukan studi eksperimental untuk menentukan besarnya efek ini.
“Eksperimen akan membantu menentukan jenis batuan yang akan meminimalkan fenomena penyumbatan ini,” kata Cohen. “Ada banyak faktor, seperti porositas dan konektivitas antara pori-pori dalam batuan, yang akan menentukan mineralisasi karbon dioksida dan kapan. Studi kami mengungkapkan fitur baru dari masalah ini yang dapat membantu mengidentifikasi formasi geologis yang optimal untuk sekuestrasi jangka panjang”
Penelitian ini didanai sebagian oleh Departemen Energi AS.
Publikasi : In press, Journal Proceedings of the Royal Society A
PDF Salinan Studi : Evolusi lama dari CO 2 yang diasingkan dalam media berpori
Gambar: Christine Daniloff/MIT
