Phương pháp loại bỏ carbon mới dựa trên quá trình tự nhiên được gọi là phong hóa, trong đó các khoáng chất phổ biến gọi là silicat phản ứng với nước và CO2 trong khí quyển để tạo thành khoáng chất cacbonat rắn trong hàng nghìn năm.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Stanford đã sử dụng lò nung trong phòng thí nghiệm để đun nóng hỗn hợp canxi oxit – nguồn gốc từ đá vôi thông thường dùng để sản xuất xi măng với một loại khoáng chất khác chứa các ion magiê và silicat. Các khoáng chất này chuyển thành magiê oxit kiềm và canxi silicat, cả hai đều phản ứng nhanh với CO2 có tính axit trong không khí.

Khi các khoáng chất thu được tiếp xúc với nước và CO2 nguyên chất, chúng sẽ giữ lại cacbon từ CO2 trong vòng hai giờ và chuyển hóa nó thành khoáng chất cacbonat mới.

Trong một thử nghiệm khác, các mẫu canxi silicat và magiê oxit ướt chỉ được tiếp xúc với không khí. Lần này, quá trình cacbonat hóa mất vài tuần do nồng độ CO2 trong khí quyển thấp hơn đáng kể. Tuy nhiên, quá trình này diễn ra ở nhiệt độ phòng và thậm chí với tốc độ này, nó vẫn nhanh hơn hàng nghìn lần so với quá trình phong hóa tự nhiên.

Để thực hiện dự án này ở quy mô lớn, nhà nghiên cứu và Giáo sư hóa học Matthew Kanan tại Stanford giải thích rằng dự án này có thể được triển khai trên các trang trại, mang lại nhiều lợi ích.

"Bạn có thể tưởng tượng việc rải magiê oxit và canxi silicat trên diện tích đất rộng lớn để loại bỏ CO2 khỏi không khí xung quanh. Một ứng dụng thú vị mà chúng tôi đang thử nghiệm hiện nay là thêm chúng vào đất nông nghiệp. Khi chúng bị phong hóa, các khoáng chất chuyển thành bicarbonate có thể di chuyển qua đất và cuối cùng được lưu trữ vĩnh viễn trong đại dương”, Giáo sư hóa học Matthew Kanan chia sẻ.

Khi canxi silicat bị phong hóa, nó giải phóng silic vào đất dưới dạng mà cây trồng hấp thụ, có thể cải thiện năng suất cây trồng và khả năng phục hồi. Lý tưởng nhất là nông dân sẽ trả tiền cho các khoáng chất này vì chúng có lợi cho năng suất nông nghiệp và sức khỏe của đất - và có khả năng loại bỏ carbon.

Theo các nhà nghiên cứu, việc giải quyết vấn đề loại bỏ carbon ở quy mô toàn cầu bằng quy trình của họ có thể đã nằm trong tầm tay. Các lò nung chúng ta sử dụng để sản xuất xi măng có thể sản xuất đá giữ carbon từ các khoáng chất dễ kiếm và dồi dào như olivin hoặc serpentin.

Các nghiên cứu tại Đại học Stanford đã tìm ra cách kích hoạt vật liệu thường thấy trong đá để thu giữ CO2 từ không khí

ở nhiệt độ phòng.

"Người ta ước tính có hơn 100.000 gigaton trữ lượng olivin và serpentin trên Trái đất, đủ để loại bỏ vĩnh viễn lượng CO2 nhiều hơn lượng con người từng thải ra", nhà nghiên cứu Yuxuan Chen cho biết.

Ông nói thêm rằng hơn 400 triệu tấn chất thải từ mỏ có silicat phù hợp với phương pháp thu giữ carbon của nhóm được tạo ra trên toàn thế giới hàng năm, vì vậy sẽ có đủ để thực hiện điều này. Điều đáng chú ý là quá trình hoạt hóa khoáng chất liên quan đến việc làm nóng vật liệu lên đến 2.370 °F (1.300 °C). Nghe có vẻ tốn nhiều năng lượng, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng quy trình của họ vẫn là lựa chọn tốt.

Một quy trình gọi là thu giữ không khí trực tiếp (DAC) để hút CO2 ra khỏi không khí tại cơ sở được xây dựng có mục đích trên khắp thế giới, nhưng hiện tại chi phí để loại bỏ 1 tấn carbon dioxide khỏi khí quyển là từ 600 đến 1.000 đô la Mỹ. Kanan cho biết: “Quy trình của chúng tôi chỉ cần ít hơn một nửa năng lượng so với các công nghệ thu giữ không khí trực tiếp hàng đầu và chúng tôi có thể rất cạnh tranh về mặt chi phí”.