Sólin Sólin Rís 08:24 • sest 18:56 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:57 • Sest 09:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 09:55 • Síðdegis: 22:24 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:47 • Síðdegis: 16:07 í Reykjavík

Er hægt að útskýra á einfaldan hátt hvernig koltvíoxíði er breytt í stein?

Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir og Kári Helgason

Í stuttu máli er það gert með því að fanga koltvíoxíð (CO2 - einnig nefnt koltvíildi á íslensku) úr útblæstri og binda í steindir í bergi á umhverfisvænan og arðbæran hátt. Gríðarlegt magn af kolefni er bundið í grjóti í náttúrunni. Á undanförnum árum hefur íslenskum vísindamönnum tekist að beisla þetta náttúrulega ferli og gera það hraðvirkara.

Þetta er nefnt Carbfix-aðferðin en hún var þróuð sem rannsóknar- og nýsköpunarverkefni undir forystu vísindafólks Orkuveitu Reykjavíkur og Háskóla Íslands ásamt erlendum samstarfsaðilum.

Til þess að Carbfix-tæknin virki þarf þrennt að vera til staðar:
  1. hentugar bergtegundir á borð við basalt
  2. vatn (hægt er að nota sjó þar sem ferskvatn er ekki til staðar)
  3. CO2

Með því að leysa koltvíoxíð í vatni verður til kolsýrt vatn, eins konar sódavatn. Kolsýrt vatn er þyngra en vatnið sem fyrir er í berggrunninum og rís því ekki til yfirborðs þegar því er dælt niður heldur sekkur dýpra – og því er ekki hætta á að koltvíoxíðið losni aftur út í andrúmsloftið á meðan steinrenning á sér stað. Þegar þessu súra vatni er dælt djúpt (>500 m) ofan í jörðina leysir það málma á borð við kalk, magnesín og járn úr berginu, sem blandast vökvanum. Ungt basalt, líkt og það sem þekur megnið af Íslandi, er sérstaklega ríkt af þessum málmum. Með tímanum bindast málmarnir koltvíoxíðinu og mynda steindir sem fylla upp í holrými í berginu, svokallaðar karbónatsteindir. Hvörfin má skrifa á einfölduðu formi sem:

$$Ca^{2+},Mg^{2^+},Fe^{2+}_{(aq)} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3, MgCO_3, FeCO_{3 (s)}$$

Steindirnar haldast stöðugar í þúsundir ára og koltvíoxíðið er þannig varanlega bundið. Það er áætlað að um 95% koltvíoxíðs sem dælt er niður verði að steindum innan tveggja ára sem er mun fyrr en áður var talið mögulegt.

Berggrunnur Íslands er um 90% basalt þannig að Ísland er fullkominn staður til að þróa áfram þessa kolefnisbindingaraðferð. Basalt er algengasta bergtegund á yfirborði jarðar, það þekur megnið af hafsbotninum og um það bil 5% af landmassa meginlandanna (sjá hér hvar hentugar bergtegundir má finna í heiminum). Aðferðin ætti því að nýtast víða.

Fræðilega séð væri hægt að binda margfalt magn þess koltvíoxíðs sem ætla mætti að losna myndi ef öllu jarðefnaeldsneyti á jörðinni yrði brennt. Reyndar væri hægt að binda því sem nemur margra ára kolefnislosun mannkyns bara á Íslandi! Carbfix, dótturfyrirtæki Orkuveitu Reykjavíkur, vinnur að því að gera þessa tækni aðgengilega út um allan heim með það að markmiðið að berjast gegn loftslagsbreytingum.

Myndir:

Höfundar

Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir

doktor í jarðfræði

Kári Helgason

doktor í stjarneðlisfræði

Útgáfudagur

5.2.2021

Spyrjandi

Flóki Dagsson, Bjarni Ólafsson

Tilvísun

Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir og Kári Helgason. „Er hægt að útskýra á einfaldan hátt hvernig koltvíoxíði er breytt í stein?“ Vísindavefurinn, 5. febrúar 2021. Sótt 4. mars 2021. http://visindavefur.is/svar.php?id=81075.

Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir og Kári Helgason. (2021, 5. febrúar). Er hægt að útskýra á einfaldan hátt hvernig koltvíoxíði er breytt í stein? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=81075

Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir og Kári Helgason. „Er hægt að útskýra á einfaldan hátt hvernig koltvíoxíði er breytt í stein?“ Vísindavefurinn. 5. feb. 2021. Vefsíða. 4. mar. 2021. <http://visindavefur.is/svar.php?id=81075>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Er hægt að útskýra á einfaldan hátt hvernig koltvíoxíði er breytt í stein?
Í stuttu máli er það gert með því að fanga koltvíoxíð (CO2 - einnig nefnt koltvíildi á íslensku) úr útblæstri og binda í steindir í bergi á umhverfisvænan og arðbæran hátt. Gríðarlegt magn af kolefni er bundið í grjóti í náttúrunni. Á undanförnum árum hefur íslenskum vísindamönnum tekist að beisla þetta náttúrulega ferli og gera það hraðvirkara.

Þetta er nefnt Carbfix-aðferðin en hún var þróuð sem rannsóknar- og nýsköpunarverkefni undir forystu vísindafólks Orkuveitu Reykjavíkur og Háskóla Íslands ásamt erlendum samstarfsaðilum.

Til þess að Carbfix-tæknin virki þarf þrennt að vera til staðar:
  1. hentugar bergtegundir á borð við basalt
  2. vatn (hægt er að nota sjó þar sem ferskvatn er ekki til staðar)
  3. CO2

Með því að leysa koltvíoxíð í vatni verður til kolsýrt vatn, eins konar sódavatn. Kolsýrt vatn er þyngra en vatnið sem fyrir er í berggrunninum og rís því ekki til yfirborðs þegar því er dælt niður heldur sekkur dýpra – og því er ekki hætta á að koltvíoxíðið losni aftur út í andrúmsloftið á meðan steinrenning á sér stað. Þegar þessu súra vatni er dælt djúpt (>500 m) ofan í jörðina leysir það málma á borð við kalk, magnesín og járn úr berginu, sem blandast vökvanum. Ungt basalt, líkt og það sem þekur megnið af Íslandi, er sérstaklega ríkt af þessum málmum. Með tímanum bindast málmarnir koltvíoxíðinu og mynda steindir sem fylla upp í holrými í berginu, svokallaðar karbónatsteindir. Hvörfin má skrifa á einfölduðu formi sem:

$$Ca^{2+},Mg^{2^+},Fe^{2+}_{(aq)} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3, MgCO_3, FeCO_{3 (s)}$$

Steindirnar haldast stöðugar í þúsundir ára og koltvíoxíðið er þannig varanlega bundið. Það er áætlað að um 95% koltvíoxíðs sem dælt er niður verði að steindum innan tveggja ára sem er mun fyrr en áður var talið mögulegt.

Berggrunnur Íslands er um 90% basalt þannig að Ísland er fullkominn staður til að þróa áfram þessa kolefnisbindingaraðferð. Basalt er algengasta bergtegund á yfirborði jarðar, það þekur megnið af hafsbotninum og um það bil 5% af landmassa meginlandanna (sjá hér hvar hentugar bergtegundir má finna í heiminum). Aðferðin ætti því að nýtast víða.

Fræðilega séð væri hægt að binda margfalt magn þess koltvíoxíðs sem ætla mætti að losna myndi ef öllu jarðefnaeldsneyti á jörðinni yrði brennt. Reyndar væri hægt að binda því sem nemur margra ára kolefnislosun mannkyns bara á Íslandi! Carbfix, dótturfyrirtæki Orkuveitu Reykjavíkur, vinnur að því að gera þessa tækni aðgengilega út um allan heim með það að markmiðið að berjast gegn loftslagsbreytingum.

Myndir:

...