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Carbonatación mineral para el almacenamiento de CO2

2000
Experimento de laboratorio sobre carbonatación mineral para almacenamiento de CO2 en química inorgánica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

A proceso químico que imita la erosión natural de las rocas para almacenar CO2 de forma permanente. método Implica hacer reaccionar dióxido de carbono con minerales que contienen óxidos metálicos, como óxido de magnesio (MgO) y óxido de calcio (CaO), para formar minerales de carbonato estables como magnesita ([látex]MgCO_3[/látex]) y calcita ([látex]CaCO_3[/látex]).

La carbonatación mineral se considera uno de los métodos más seguros para el secuestro de carbono a largo plazo porque fija el CO2 en un estado sólido termodinámicamente estable, similar a cómo se almacena el carbono en escalas de tiempo geológicas. Las reacciones químicas centrales son exotérmicas. Por ejemplo, la carbonatación del olivino (silicato de magnesio) puede representarse como: [latex]Mg_2SiO_4 (s) + 2CO_2 (g) \rightarrow 2MgCO_3 (s) + SiO_2 (s)[/latex].

El proceso puede llevarse a cabo ex situ o in situ. En los procesos ex situ, se extraen rocas adecuadas (como el olivino o la serpentina) o residuos industriales (como la escoria de acero), se trituran y se hacen reaccionar con CO₂ en una instalación industrial controlada. El principal desafío reside en la lenta cinética de la reacción a temperatura y presión ambiente. Para acelerar la reacción, los minerales suelen requerir un pretratamiento de alto consumo energético, como la molienda fina o el calentamiento, lo que puede suponer un gasto energético considerable y aumentar los costes.

En cambio, la carbonatación mineral *in situ* consiste en inyectar CO2, a menudo disuelto en agua para crear ácido carbónico, en formaciones rocosas reactivas del subsuelo, como el basalto. El ácido carbónico disuelve la roca, liberando iones metálicos (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺) que luego reaccionan con el bicarbonato para precipitar como minerales carbonatados dentro de los poros de la roca. El proyecto CarbFix en Islandia ha demostrado con éxito este enfoque, demostrando que más de 95% de CO2 inyectado puede mineralizarse en menos de dos años, un ritmo mucho más rápido de lo previsto inicialmente.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Química

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Incremental

Uso

Tecnología emergente

Precursores

  • comprensión de la termodinámica química y la cinética de las reacciones
  • Conocimiento de la geoquímica y el ciclo natural de meteorización de las rocas.
  • Procesos industriales para la molienda y procesamiento de minerales
  • desarrollo de reactores químicos de alta presión
  • estudios sobre la formación de rocas carbonatadas

Aplicaciones

  • Producción de hormigón y áridos de construcción con emisiones de carbono negativas
  • Tratamiento de corrientes de residuos industriales como escorias de acero y relaves mineros
  • Proyectos de carbonatación in situ en formaciones rocosas basálticas (por ejemplo, el proyecto Carbfix en Islandia).
  • Desarrollo de nuevos materiales de construcción que se curan absorbiendo CO2

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: carbonatación mineral, meteorización mejorada, mineralización del carbono, olivino, serpentina, calcita, magnesita, ex-situ, in-situ, carbfix.

Contexto histórico

1990
1990
1997
2000
1990
1990
1997
2000
2008

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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