Mon ikke sandet i Sahara efter mio af år allerede er mættet med CO2?
menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
I et lukket rør af glas vælter en lille håndfuld sand rundt. Rørets atmosfære er som Jordens, hovedsageligt ilt og kvælstof, samt 0,5 procent CO2, som sandkornene lystigt flyver rundt i, mens røret rystes.
Sådan ser det ud til at starte med. Men efter tre dages tid med dansende sandkorn, sker der noget med atmosfæren i røret. CO2-koncentrationen begynder at aftage, og efter 13 dage er koncentrationen af CO2 i røret faldet til under 1 procent af sit udgangspunkt:
»Man ryster sand og fjerner drivhusgasser - det er så simpelt, som det kan være,« siger Kai Finster, professor ved Institut for Biologi - Mikrobiologi på Aarhus Universitet.
Sammen med kolleger fra Institutterne for Kemi og Biologi på samme universitet har han beskrevet denne bemærkelsesværdige opdagelse i en videnskabelig artikel i Chemical Physical Letters. I artiklen viser forskerne, at ikke alene CO2, men også lattergas og metan kan fjernes fra atmosfæren med samme metode.
Når AU-forskerne begejstres over resultaterne, skyldes det i første omgang muligheden for at indfange tre klimagasser med én og samme metode. Det lader sig ikke gøre med nutidens teknologier.
Men det er ifølge Kai Finster nødvendigt at sikre den slags teknologierne. For selv hvis vi reducerer vores udledninger betragteligt, får vi svært ved at holde den globale temperaturstigning under 1,5 grader C, mener han:
»Vi har brug for at fjerne drivhusgasser fra atmosfæren. Her har man allerede bud på teknologier til CO2-fangst og -lagring. Men ser vi på processer til at indfange metan og lattergas, findes der ikke rigtigt nogle gode metoder i dag,« siger Kai Finster og fortsætter:
»En anden fordel ved vores metode er, at vi binder CO2 direkte til mineralernes overflade. I andre processer, der bruges til at fjerne CO2, fanges gassen først i en base, hvorefter den frigives ved opvarmning til ca. 800 grader C, før den igen kan opsamles og bruges som råstof eller deponeres.«
De indledende forsøg viser, at CO2 bindes stabilt til kvartssand. Efter en uge ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk, observerer forskerne ingen frigivelse af gasser fra sandkornene. Ej heller ved opvarmning til 50 grader C. Først ved 150 grader C har de påvist en mindre frigivelse fra sandet.
Og netop hvordan klimagasserne bindes, og hvor stabil bindingen er, hører blandt de næste spørgsmål, Kai Finster og hans kolleger søger at besvare.
Indtil videre har de rystet et rør med en defineret gassammensætning og 0,5 procent kuldioxid, metan eller lattergas sammen med 10 gr. ren kvarts. Det har de gjort ved at lade røret rotere på en tromle med en omdrejningshastighed på 30 prm, hvorefter infrarød spektroskopi viser en reduktion af klimagasserne.
Når det er sagt, har forskerne dog et klart bud på, hvilken effekt de ser:
»Når sandet bevæger sig frem og tilbage i røret og rammer dets vægge, oplades sandkornene og bliver statisk elektriske. Den energi er tilstrækkelig stor til at kunne ionisere gasserne i røret,« forklarer Kai Finster om processen, der i artiklen er beskrevet som triboelektrisk ladning, og som Kai Finster og kolleger tidligere har påvist har ionisere argon.
Aarhusforskere har en forklaring på methanmysterium på Mars
»Ved kollisionen med beholderens vægge eroderes sandkornene samtidig, så der dannes nye overflader, som de ioniserede gasser kan bindes til. Ved en kombination af ionisering og erosion kan gasserne altså bindes og blive en del af et mineralsk gitter. Sådan ser det i hvert fald ud for CO2’s vedkommende,« lyder AU-forskerens bedste bud på en forklaring af fænomenet:
»For metans vedkommende er processen mere kompleks. Metan bliver først oksideret til CO2, som så reagerer med mineralerne. Processen bag lattergas’ forsvinden står p.t. i det uvisse,« siger Kai Finster.
Egentlig undersøger AU-forskerne processer, som kan forklare reaktivitet af mineraler på Mars, hvilket blandt andet har ført til opdagelsen af sandkornenes opladning og følgende ionisering af overfladenære gasser:
»Under en diskussion af vores resultater, fik vi ideen at undersøge, om det, vi observerede i en Marsatmosfære, også ville gøre sig gældende i en Jordatmosfære, hvor vi tilsatte drivhusgasserne CO2, metan eller lattergas« fortæller Kai Finster.
Forsøgsopstillingen var allerede parat: Et »Storm P.-lignende« setup, der bruges til at efterligne vinderosion på Mars bestående af en tromle med en diameter på 0,5 meter og fastmonterede kasser til at placere glasrør i.
I glasrørene kan kvarts og en defineret atmosfære reagere med hinanden under tromlens rotation. Ved at lade gasserne fra røret diffundere til et tilstødende glasrør uden sand, kan gaskoncentrationerne måles.
Der er ifølge Kai Finster god grund til at undersøge resultaterne nærmere:
»Måske sker det, vi har set i vores rør allerede i dag, uden at vi har opdaget det. Således har vi diskuteret i gruppen, om det, vi ser, ikke kunne ske under en sandstorm i ørkenen. Måske bindes der allerede CO2, når sandet blæser rundt i Sahara,« fortæller forskeren.
Det handler blandt andet om at undersøge, hvad der egentlig sker med gasserne i processen, hvilke muligheder der er for accelerere processen, hvor stabilt gasserne bindes til mineralerne, samt hvilke typer sand der kan bruges.
Hvis metoden viser sig effektiv til at fjerne klimagasser på kort tid, vil næste skridt være at opskalere processen i samarbejde med ingeniører. Og så kunne netop Sahara ifølge Kai Finster danne grundlag for solcelledrevne anlæg, der sætter tonsvis af sand i bevægelse, og gør klodens golde ørkener til dræn for klimagasser.
»Man har vel lov til at drømme, også - eller måske især - når realiteterne er skræmmende.«
