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洛杉磯科學家從「貝殼」中獲靈感,攜手科技公司盼除百億碳排

2021.07.16
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社企流/編譯:劉俐君

即便再生能源和零排放交通工具已經增加,全球經濟也在緩慢地脫碳(decarbonize),想解決氣候變遷的問題,我們可能還是得從大氣中消除大量的二氧化碳。據估計,在本世紀中還需消除約 100 億公噸的二氧化碳。

欲降低二氧化碳進入大氣層造成溫室效應,不少新創公司認為,設計機器直接捕捉空氣中過多的二氧化碳是有效的解決之道、也有些人傾向造林;而洛杉磯加州大學的科學家,則在貝殼身上得到靈感。

「當我們持續在思考,有什麼最佳的方法能夠捕捉二氧化碳,我們想到了貝殼的形成。」加州大學洛杉磯分校工學院(UCLA Samueli School of Engineering)化學與生物分子工程系副教授 Dante Simonetti 表示。貝類形成過程,碳酸離子產生碳酸鈣,透過光合與鈣化作用,可將二氧化碳封存於貝殼中。

從貝殼中獲得靈感後,Simonetti 與團隊便著手研究,如何運用這個原理,影響大氣中二氧化碳的含量。

由於海洋和大氣是處於平衡狀態,如果從海水中取出二氧化碳,海洋便會再從空氣中吸收更多二氧化碳。

於是,科學家們便研發一項技術,將海水抽入機器後,通過濾網得到電荷,促使化學作用產生,將溶於海水中的二氧化碳與水中的鈣離子和鎂離子結合,形成石灰岩和菱鎂礦(magnesite)——這些礦物質基本上就是磨碎後的貝殼,可以放置於陸地或海洋中。經機器抽取的海水也能再度排回海洋。

這項技術相較其他碳移除(carbon-removal)技術的優勢在於,二氧化碳在海水中高於空氣中含量 150 倍。「若是直接從空氣中收集,需要耗費大量能源將二氧化碳從空氣中取出,並濃縮成能夠被儲存的形式。」 Simonetti 表示,同樣是收集二氧化碳,運用這項新技術會比從空氣收集的花費少,因為不需要耗費大量能源。同時,這個方法也會製造出一項副產品——氫氣,將有助於設備的運作,也能被作為燃料賣出。

如果是從發電廠的煙囪進行碳捕捉與封存(Carbon capture and storage),對於捕捉到的二氧化碳處理方式多為注入地層儲存、或製成燃料與其他商品,前者有外洩風險、後者則仍會被燃燒或焚毀、釋放二氧化碳。而洛杉磯加州大學的科學家所研發的新技術,則能將二氧化碳以礦物質的形態封存,免除上述的風險。(同場加映:消毒用品買不到?!美新創「Air Co.」捕捉二氧化碳製乾洗手,盼助抗疫一臂之力

Simonetti 說:「如果是從空氣中直接捕獲二氧化碳,得到的會是還需要壓縮的氣體。除此之外不論是儲存在地底或是其他的隔離狀態,還需要儲存空間,存入地層的過程也需要消耗能源。接下來還需要持續監控氣體是否外漏。我們的處理方式不需要面臨這些麻煩。」

科技公司「Stripe」在兩年前開始為碳清除提供資金,以替代典型的碳補償,近期他們宣布將與洛杉磯加州大學的科學家們合作,以這項技術創立一家名為「Seachange」的公司。他們的目標,是將此技術從實驗室轉移到演示場地,讓科學家能獲得實際的性能數據。他們也會跟其他專家合作,以確保不會對海洋環境造成負面影響。這項科技開始推出後,會需要大規模進行,將需要建置約兩千台的裝置,才能達成一年捕捉 100 億公噸二氧化碳的目標。

核稿編輯:李沂霖

參考資料

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在外太空發展農業?台灣種子完成太空之旅,將入校園成最佳教材

2021.07.15
合作轉載

2020 年 10 月台灣選送出番椒(甜椒)、姬蝴蝶蘭、台灣藜、向日葵 4 類種子代表台灣上太空,於 2021 年 7 月 10 日午間返回地球,加上日本選送的甜羅勒種子,中興大學農資學院將於 8 月份舉辦教育推廣研習會,並將太空種子分給參與單位進行研究,開放高中職、國中、國小參與栽種,以了解太空環境對種子發芽、植株構造及生長型態等性狀可能造成影響,提供學習太空生物學的機會。

食力/文:食力編輯部

去過外太空的種子,生長的速度會不會跟在地球的時候一樣呢?現在你也有機會體驗種植看看!

國家實驗研究院國家太空中心、國立中興大學農資院與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA) 共同合作,參與亞洲種子計畫(Asia Herb in Space;AHiS),2020 年 10 月選送出番椒(甜椒)、姬蝴蝶蘭、台灣藜、向日葵 4 類種子代表台灣上太空。

這些由台灣選送出去的種子在太空經歷 200 天的旅行後,已於 2021 年 7 月 10 日午間返回地球!加上日本選送的甜羅勒種子,中興大學農資學院將於 2021 年 8 月份舉辦教育推廣研習會,並將太空種子分給參與單位進行研究,以了解太空環境對種子發芽、植株構造及生長型態等性狀可能造成影響,提供學習太空生物學的機會。

中興大學表示,此批太空種子將開放高中職、國中、國小參與栽種,即日起至 8 月 15 日開放學校報名參與徵選,入圍之學校可獲得上過太空與未上太空之同品種種子進行栽種比較,想參與「與太空旅行種子相遇」認養活動可由此點入報名

中興大學農資院擁有作物學專業師資,由院長詹富智帶領農藝系教授楊靜瑩,園藝系教授宋妤及助理教授陳彥銘,植病系副教授王智立擔負此教育推廣及研究之重任。太空種子推廣教育活動分為國小,國中,高中職 3 組,以栽培作物的條件及難易度來區分,分別栽植甜羅勒、台灣藜及番椒、姬蝴蝶蘭。3 個組別分別賦予不同的觀察任務,期能藉由學校教師的指導與學生的觀察與討論,開啟對作物栽培與太空科學的學習興趣。

中興大學農資學院表示,栽培研究與資料收集整理約需要 3 個月,各參加學校需要繳交成果報告書與海報予中興大學參加評比,入圍團隊可獲得參訪太空中心的機會,深入了解太空科學研究之精要。興大預定將於 2022 年 2 月舉辦「台灣種子太空旅行計畫教育成果展」,邀請入圍團隊成果發表,經評審得獎者,將公開表揚並頒予獎金及獎狀。

(來源:日本宇宙航太研究開發機構)

中興大學表示,期待藉由此活動帶領學子從我們的土地開始探索並將視野拓展至太空,藉由作物栽培的引導,除認識植物生長及太空科學的知識外,更可開啟學生對於未來於太空發展農業之思考,期能培育新一代多元學習之全方位人才。

全文轉載自食力,原文標題:台灣種子太空旅行 200 天回到地球了!即日起開放中小學認養栽種

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