空気から岩石へ:二酸化炭素を地中深くに貯蔵する炭素鉱物化(From Air to Rock: Carbon Mineralization to Store Carbon Dioxide Deep Underground)

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2024-07-24 パシフィック・ノースウェスト国立研究所(PNNL)

パシフィックノースウェスト国立研究所(PNNL)の科学者たちは、二酸化炭素(CO2)を固体の岩石に変換するプロセスを開発しました。この方法は地球の自然なプロセスを模倣し、数千年かかるところを数か月で行います。この技術は「炭素鉱化」と呼ばれ、CO2を安全に地下に固定するための手法です。研究チームは、この炭素鉱化のプロセスを測定、検証、そして確認するための方法も開発しました。彼らの研究は、CO2を地下に注入して鉱化し、その量を非常に微細なスケールで計測する技術を確立し、将来の大規模な炭素管理に貢献することを目指しています。

<関連情報>

熱重量分析-質量分析による100万分の1炭酸塩鉱物の定量化 Parts-Per-Million Carbonate Mineral Quantification with Thermogravimetric Analysis–Mass Spectrometry

Madeline F. Bartels,Quin R. S. Miller,Ruoshi Cao,Nabajit Lahiri,Jade E. Holliman Jr.,C. Heath Stanfield,and H. Todd Schaef
Analytical Chemistry  Published: February 26, 2024
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03936

Abstract

空気から岩石へ:二酸化炭素を地中深くに貯蔵する炭素鉱物化(From Air to Rock: Carbon Mineralization to Store Carbon Dioxide Deep Underground)

Mitigating the deleterious effects of climate change requires the development and implementation of carbon capture and storage technologies. To expand the monitoring, verification, and reporting (MRV) capabilities of geologic carbon mineralization projects, we developed a thermogravimetric analysis–mass spectrometry (TGA–MS) methodology to enable quantification of <100 ppm calcite (CaCO3) in complex samples. We extended TGA–MS calcite calibration curves to enable a higher measurement resolution and lower limits of quantification for evolved CO2 from a calcite–corundum mixture. We demonstrated <100 ppm carbonate mineral quantification with TGA–MS for the first time, an outcome applicable across earth, environmental, and materials science fields. We applied this carbonate quantification method to a suite of Columbia River Basalt Group (CRBG) well cuttings recovered in 2009 from Pacific Northwest National Laboratory’s Wallula #1 Well. Our execution of this new combined calcite and calcite–corundum calibration curve TGA–MS method on our CRBG sample suite indicated average carbonate contents of 0.050 wt % in flow interiors (caprocks) and 0.400 wt % in interflow zones (reservoirs) in the upper 1250 m of the Wallula #1 Well. By advancing our knowledge of continental flood basalt-hosted carbonates in the mafic subsurface and reaching new TGA–MS quantification limits for carbonate minerals, we expand MRV capabilities and support the commercial-scale deployment of carbon mineralization projects in the Pacific Northwest United States and beyond.

1700応用理学一般
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