با ادامه تجمع دی اکسید کربن در جو زمین، تیم های تحقیقاتی در سراسر جهان سال ها به دنبال روش هایی برای حذف گاز از هوا بوده اند.

به تازگی، فرصت حذف مستقیم دی اکسید کربن از آب اقیانوس ها به صورت یک احتمال امیدوارکننده دیگر برای کاستن انتشار CO2 مطرح شده است، که به طور بالقوه قادر است روزی تمام حجم دی اکسید کربن را تمام کند. ولی، نظیر سیستم های جذب هوا، این ایده در حال حاضر به هیچ گونه استفاده گسترده ای منتهی نشده است، هرچند چند کمپانی در تلاش برای ورود به این حیطه می باشند.

حالا، گروهی از تحقیق کنندگان MIT می‌گویند که یک مکانیسم حذف واقعا کارآمد و ارزان را پیدا کرده اند. این یافته ها در هفته جاری در مجله Energy & Environmental Science، در مقاله ای از طریق T. Alan Hatton و Kripa Varanasi، استاد MIT، Seoni Kim و دانشجویان فارغ التحصیل مایکل Nitzsche، Simon Rufer و Jack Lake، منتشر شد.

روش‌های کنونی برای حذف دی‌اکسید کربن از آب دریا، ولتاژی را بر روی پشته‌ای از غشاها اعمال می‌کند تا جریان خوراک با تقسیم آب اسیدی شود. این بیکربنات های موجود در آب را به مولکول های CO2 مبادله می کند، که آنگاه قادر است در خلاء حذف شود. هاتون که استاد مهندسی شیمی رالف لاندو است، خاطرنشان می‌کند که غشاها گران می باشند و مواد شیمیایی برای هدایت واکنش‌های الکترود کلی در دو پایان پشته مورد نیاز می باشند و این موضوع بر مخارج و پیچیدگی فرآیندها می‌افزاید. او می‌گوید:« ما می‌خواستیم از نیاز به واتکذیب کردن مواد شیمیایی به نیم سلول‌های آند و کاتد پیشگیری کنیم و در صورت فرصت از استفاده از غشاها خودداری کنیم.»

این گروه یک فرآیند بازگشت پذیر تشکیل شده از سلول های الکتروشیمیایی بدون غشاء را ارائه کردند. الکترودهای واکنشی برای آزاد کردن پروتون‌ها به آب دریا که به سلول‌ها تغذیه می‌شود، استفاده می‌شوند و مسبب آزاد شدن دی اکسید کربن محلول از آب می‌شوند. این فرآیند حلقوی است: ابتدا آب را اسیدی می کند تا بی کربنات های معدنی محلول را به دی اکسید کربن مولکولی مبدل کند که به شکل گاز در خلاء گردآوری می شود. آنگاه، آب به مجموعه دومی از سلول‌ها با ولتاژ معکوس داده می‌شود تا پروتون‌ها را بازیابی کند و آب اسیدی را ما قبل رها کردن مجدد به دریا به وضعیت قلیایی مبدل کند. به طور دوره ای، مسئولیت دو سلول موقعی که یک مجموعه از الکترودها از پروتون تهی می شود (در طول اسیدی شدن) و دیگری در در جریان قلیایی سازی ترمیم می شود، معکوس می شود.

بر اساس اظهارات پروفسور واراناسی، این حذف دی اکسید کربن و تزریق دوباره آب قلیایی توانایی آن را دارد به سختی آغاز، و به معکوس کردن اسیدی شدن اقیانوس ها شود که ناشی از تجمع دی اکسید کربن است، که به نوبه خود صخره های مرجانی و صدف ها را تهدید می کند. آنها بیان می‌کنند که تزریق دوباره آب قلیایی می تواند با روش خروجی های پراکنده انجام شود تا از افزایش قلیاییت آب جلوگیری کند.

بنارس می‌گوید:« ما نمی‌توانیم انتشار گازهای گلخانه‌ای کل سیاره را بهبود ببخشیم. ولی تزریق دوباره امکان دارد در بعضی موارد در مکان‌هایی همانند مزارع پرورش ماهی که تمایل به اسیدی کردن آب دارند، انجام شود، بدین سبب این موضوع می تواند راهی برای مقابله با این اثر باشد.

زمانی که دی اکسید کربن از آب خارج شد، مثل سایر فرآیندهای حذف کربن، همچنان باید دفع شود. مثلا، می توان آن را در سازنده های زمین شناسی عمیق زیر کف دریا دفن کرد، یا می توان آن را از نظر شیمیایی به ترکیبی مثل اتانول مبدل کرد که قادر است به صورت سوخت ناوبری استفاده شود، یا به سایر مواد شیمیایی ویژه تبدیل شود. هاتون می گوید: مطمئنا می توانید از CO2 جذب شده به نام ماده ابتدایی برای تولید مواد شیمیایی یا مواد مورد استفاده قرار دهید، ولی نمی توانید از همه آن به نام ماده ابتدایی استفاده کنید." بازار همه محصولاتی که تولید می کنید تمام می شود، بدین جهت تاثیری زیادی ندارد، شمار چشمگیری از CO2 جذب شده باید در قسمت زیر زمین دفن شود."

دست کم در ابتدا، ایده این است که چنین سیستم‌هایی را با زیرساخت‌های جاری یا برنامه‌ریزی‌شده‌ای که پیشتر آب دریا را پردازش می‌کنند، مثل کارخانه‌های نمک‌زدایی، تلفیق کنیم. بنارس می گوید:« این سیستم مقیاس پذیر است تا بتوانیم آن را به طور بالقوه در فرآیندهای جاری که در حال پردازش آب اقیانوس یا در تماس با آب اقیانوس می باشند، ادغام کنیم. در آنجا، حذف دی اکسید کربن قادر است یک افزودنی آسان برای فرآیندهای حال حاضر باشد، که فعلا گزینه های زیادی آب را به دریا باز می گرداند و نیازی به مواد مصرفی همانند افزودنی های شیمیایی یا غشاء ندارد.

این سیستم همچنین قادر است در مکان هایی مثل سکوهای حفاری دریایی یا در مزارع پرورش آبزیان پیاده سازی شود. در نهایت، قادر است منجر به استقرار کارخانه های حذف کربن آزاد شود که در سطح جهانی توزیع شده اند.

هاتون می گوید که این فرآیند قادر است کارآمدتر از سیستم های جذب هوا باشد، به دلیل اینکه غلظت دی اکسید کربن در آب دریا بیش از 100 برابر بیشتر از غلظت آن در هوا است. در فناوریهای جذب مستقیم هوا، ابتدا لازم است گاز را پیش از بازیابی، گرفته و متمرکز کنید. او می‌گوید:« اقیانوس‌ها منبع کربن بزرگی هستند، از این رو مرحله جذب کربن در گذشته برای شما صورت گرفته است. پس در نتیجه کار برای تسویه کربن راحتتر می شود.