Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Lar » Carbonatação mineral para armazenamento de CO2

Carbonatação mineral para armazenamento de CO2

2000
Laboratory experiment on mineral carbonation for CO2 storage in inorganic chemistry.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

UM processo químico que imita a erosão natural das rochas para armazenar CO2 permanentemente. Envolve a reação do dióxido de carbono com minerais que contêm óxidos metálicos, como óxido de magnésio (MgO) e óxido de cálcio (CaO), para formar minerais carbonáticos estáveis ​​como magnesita (MgCO3) e calcita (CaCO3). método Oferece armazenamento seguro a longo prazo com baixo risco de vazamento.

Mineral carbonation is considered one of the safest methods for long-term sequestro de carbono 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].

O processo pode ser realizado *ex situ* ou *in situ*. Em processos *ex situ*, rochas adequadas (como olivina ou serpentina) ou resíduos industriais (como escória de aço) são extraídos, triturados e reagem com CO2 em uma instalação industrial controlada. O principal desafio é a cinética lenta da reação em temperaturas e pressões ambientes. Para acelerar a reação, os minerais geralmente requerem pré-tratamento com alto consumo de energia, como moagem fina ou aquecimento, o que pode gerar um aumento significativo no consumo de energia e nos custos.

Em contraste, a carbonatação mineral *in situ* envolve a injeção de CO2, frequentemente dissolvido em água para criar ácido carbônico, em formações rochosas reativas subterrâneas, como o basalto. O ácido carbônico dissolve a rocha, liberando íons metálicos (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺) que reagem com o bicarbonato para precipitar como minerais carbonáticos nos poros da rocha. O projeto CarbFix, na Islândia, demonstrou com sucesso essa abordagem, mostrando que mais de 95% do CO2 injetado pode ser mineralizado em menos de dois anos, uma taxa muito mais rápida do que a inicialmente prevista.

UNESCO Nomenclature: 2401
Química

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Incremental

Uso

Tecnologia emergente

Precursores

  • Compreensão da termodinâmica química e da cinética de reações.
  • conhecimento de geoquímica e do ciclo natural de intemperismo das rochas
  • processos industriais para moagem e processamento de minerais
  • desenvolvimento de reatores químicos de alta pressão
  • estudos sobre a formação de rochas carbonáticas

Aplicações

  • produção de concreto e agregados para construção com emissão negativa de carbono
  • Tratamento de fluxos de resíduos industriais, como escória de aço e rejeitos de mineração.
  • Projetos de carbonatação in situ em formações rochosas basálticas (ex.: projeto Carbfix na Islândia)
  • Desenvolvimento de novos materiais de construção que curam absorvendo CO2

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • 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 dessalinização plant waste streams
  • developing a consumer product line of ‘carbon-eating’ decorative stones for landscaping
  • usando nanotecnologia 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
Relacionado a: carbonatação mineral, intemperismo acelerado, mineralização de carbono, olivina, serpentina, calcita, magnesita, ex-situ, in-situ, carbfix.

Contexto histórico

1990
1990
1997
2000
1990
1990
1997
2000
2008

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

Imagens em tamanho real e downloads estão disponíveis apenas, 100% gratuitos, para membros registrados.