Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Mineralische Karbonisierung zur CO2-Speicherung

Mineralische Karbonisierung zur CO2-Speicherung

2000
Laborexperiment zur mineralischen Karbonisierung für die CO2-Speicherung in der anorganischen Chemie.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

A chemischer Prozess Das Verfahren ahmt die natürliche Gesteinsverwitterung nach, um CO2 dauerhaft zu speichern. Dabei reagiert Kohlendioxid mit Mineralien, die Metalloxide wie Magnesiumoxid (MgO) und Calciumoxid (CaO) enthalten, um stabile Carbonatminerale wie Magnesit ([latex]MgCO_3[/latex]) und Calcit ([latex]CaCO_3[/latex]) zu bilden. Verfahren bietet eine sehr sichere Langzeitlagerung mit geringem Leckagerisiko.

Mineral carbonation is considered one of the safest methods for long-term Kohlenstoffbindung because it binds CO2 into a thermodynamically stable solid state, similar to how carbon is stored over geological timescales. The core chemical reactions are exothermic. For example, the carbonation of olivine (magnesium silicate) can be represented as: [latex]Mg_2SiO_4 (s) + 2CO_2 (g) \rightarrow 2MgCO_3 (s) + SiO_2 (s)[/latex].

Der Prozess kann *ex situ* oder *in situ* durchgeführt werden. Bei *ex situ*-Prozessen werden geeignete Gesteine ​​(wie Olivin oder Serpentin) oder Industrieabfälle (wie Stahlschlacke) abgebaut, zerkleinert und in einer kontrollierten Industrieanlage mit CO2 umgesetzt. Die größte Herausforderung besteht in der langsamen Reaktionskinetik bei Umgebungstemperatur und -druck. Um die Reaktion zu beschleunigen, benötigen die Mineralien oft eine energieintensive Vorbehandlung, wie Feinmahlen oder Erhitzen, was zu einem erheblichen Energieverlust und höheren Kosten führen kann.

Im Gegensatz dazu beinhaltet die *in situ*-Mineralisierung die Injektion von CO₂, oft gelöst in Wasser zur Bildung von Kohlensäure, in reaktive Gesteinsformationen im Untergrund, wie beispielsweise Basalt. Die Kohlensäure löst das Gestein auf und setzt dabei Metallionen (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺) frei, die anschließend mit dem Bicarbonat reagieren und als Carbonatminerale in den Poren des Gesteins ausfallen. Das CarbFix-Projekt in Island hat diesen Ansatz erfolgreich demonstriert und gezeigt, dass über 95 % des injizierten CO₂ in weniger als zwei Jahren mineralisiert werden können – eine deutlich schnellere Rate als ursprünglich prognostiziert.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Chemie

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Inkremental

Verwendung

Aufstrebende Technologie

Vorläufer

  • Verständnis der chemischen Thermodynamik und Reaktionskinetik
  • Kenntnisse der Geochemie und des natürlichen Gesteinsverwitterungszyklus
  • Industrielle Prozesse zum Mahlen und Verarbeiten von Mineralien
  • Entwicklung von chemischen Hochdruckreaktoren
  • Untersuchungen zur Entstehung von Karbonatgesteinen

Anwendungen

  • Produktion von kohlenstoffnegativem Beton und Bauzuschlagstoffen
  • Behandlung von industriellen Abfallströmen wie Stahlschlacke und Bergbauabraum
  • In-situ-Karbonatisierungsprojekte in basaltischen Gesteinsformationen (z. B. Carbfix-Projekt in Island)
  • Entwicklung neuartiger Baustoffe, die durch CO2-Aufnahme aushärten

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • genetically engineering microbes to produce enzymes that accelerate mineral dissolution
  • using solar thermal energy for the pre-treatment of minerals in ex-situ plants
  • developing mobile mineral carbonation units for treating agricultural and forestry waste ash
  • creating self-carbonating road paving materials from industrial slag
  • using mineral carbonation to remediate and stabilize toxic heavy metals in mine tailings
  • designing artificial coral reefs from carbonated materials that support marine life
  • integrating mineral carbonation into Entsalzung plant waste streams
  • developing a consumer product line of ‘carbon-eating’ decorative stones for landscaping
  • mit Nanotechnologie to create highly reactive mineral surfaces for faster carbonation
  • creating a closed-loop system where captured CO2 is used to make cement, which is then recycled at end-of-life
Verwandt mit: Mineralkarbonatisierung, verstärkte Verwitterung, Kohlenstoffmineralisierung, Olivin, Serpentin, Kalzit, Magnesit, ex situ, in situ, Carbfix.

Historischer Kontext

1990
1990
1997
2000
1990
1990
1997
2000
2008

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <