 左圖：溶液被石墨烯限制。程中右圖：溶液被斯石英（SiO2）限制。扮演合肥廬陽（小姐約炮）約炮vx《1662-044-1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達白色、更重灰色、地球的C的更的角紅色和粉紅色的內(nèi)部能比球分別表示氫原子、碳原子、認識氧原子和硅原子。加活(CREDIT:香港科技大學) （神秘的躍地地球uux.cn）據(jù)EurekAlert!：香港科大的一項最新研究表明，地球內(nèi)部的CO2可能比之前認識的更加活躍，并在地球氣候變化過程中扮演更重要的角色。 這項由潘鼎教授領(lǐng)導(dǎo)的研究主要關(guān)注CO2在水中的溶解過程，對減少地下封存的碳逃逸回大氣有重要意義。 地球的碳大部分儲存在其內(nèi)部。地球內(nèi)部的碳會影響地表碳的總量和分布，對地質(zhì)學時間尺度上的氣候變化有深刻影響。因此，了解地表數(shù)百公里以下碳的存儲狀況非常重要。 “現(xiàn)有的研究主要集中在地表以上或者附近的碳的種類。然而，超過90%的地球的碳存儲在地殼、地幔、甚至地核，我們對此知之甚少”，潘教授說。 采用物理中的第一性原理模擬，他的團隊發(fā)現(xiàn)在地球內(nèi)部的碳循環(huán)中二氧化碳比之前認識的要更加活躍，這對碳在地表和地球內(nèi)部存儲池之間的輸運有很大的影響。 這項研究發(fā)現(xiàn)，將水和二氧化碳限制在合適的納米多孔材料中可以提升地下碳存儲的效率。在碳捕捉和存儲過程中，在納米受限條件下將二氧化碳和水混合再轉(zhuǎn)變成碳酸鹽礦物是一個安全的辦法，可以永久性地將碳存儲于地下，碳逃逸回大氣的風險低。 這些發(fā)現(xiàn)剛剛發(fā)表于國際性期刊《自然通訊》。 “二氧化碳溶于水每天都在發(fā)生，但它的普遍性掩蓋了其重要性。該過程對地球碳循環(huán)有重要意義，并在地質(zhì)學時間尺度下深刻影響了全球氣候變化和人類的能源消耗，”潘教授說。 “該研究是探索極端條件下二氧化碳水溶液的獨特物理和化學性質(zhì)的重要進展” 之前的研究集中在體相溶液中溶解的碳的性質(zhì)，但在地球內(nèi)部或者碳輸運過程中，水溶液經(jīng)常被限制在納米尺度下地球巖石的孔隙、晶粒邊界或斷裂處，那里的空間限制和界面化學可以使水溶液的表現(xiàn)完全不同。 “含碳流體可以深達數(shù)百公里，現(xiàn)階段無法直接觀測。實現(xiàn)地球內(nèi)部的高溫和高壓并在實驗室中進行測量同樣困難重重”，他說。 潘教授目前是大學的物理系和化學系雙聘副教授。他的團隊成員有博士生Nore Stolte和侯睿。他們對水中二氧化碳在納米受限條件下的反應(yīng)進行模擬。 通過比較含碳水溶液被石墨烯（單原子層石墨）和斯石英（二氧化硅的一種高壓相）納米受限，以及溶液的體相，他們發(fā)現(xiàn)二氧化碳在受限狀態(tài)下反應(yīng)更多。 此項研究對探索地球內(nèi)部更復(fù)雜的水中碳反應(yīng)開辟了道路，如金剛石的生成、石油的非生物起源、甚至生命的起源。接下來，該團隊希望探索碳可否更進一步反應(yīng)生成構(gòu)成有機物質(zhì)的復(fù)雜分子。 潘教授專注于開發(fā)和應(yīng)用計算和數(shù)值方法從第一性原理出發(fā)理解和預(yù)測水、固體、以及納米結(jié)構(gòu)的行為和性質(zhì)。在高性能計算機的幫助之下，他的團隊正在對關(guān)乎人類可持續(xù)發(fā)展的急迫和基礎(chǔ)性的科學問題，如水科學、深部碳循環(huán)以及清潔能源等，尋找答案。 |