海洋拥有一项历经数千年磨练的隐藏天赋：能够捕获和储存大量二氧化碳，而二氧化碳是气候变化的关键驱动因素。然而，海洋的天然碳捕获周期需要数十万年，无法跟上人类产生的碳排放。仅全球航运业就贡献了全球二氧化碳排放量的约 3 %。

现在，一项受海洋启发的新技术提供了一种潜在的解决方案。南加州大学和加州理工学院的研究人员与初创公司 Calcarea 合作开发了一种设备，可以直接捕获货船和其他支持全球航运业的柴油动力船舶的碳排放。

“我们的技术模仿了海洋的自然碳捕获过程，但速度要快得多，”南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院海岸和海洋系统 Paxson H. Offield 教授、该项目首席研究员之一威廉·贝雷尔森 (William Berelson) 说道。

“大自然需要数年才能完成的事情，我们的反应堆只需几分钟就能完成，”贝雷尔森在 AltaSea 接受了南加州大学新闻的采访时说道。AltaSea 是一家公私合营的海洋研究所，总部位于洛杉矶港，洛杉矶港是世界上最大的港口之一，也是美国最繁忙的港口。

碳捕获：海洋之源

海洋中的自然反应类似于常见的家庭药物：Tums 等抗酸药片。

石灰石是一种碳酸钙，也是抗酸剂的主要成分，在海底非常丰富。就像胃不舒服时吃药来中和酸一样，海洋利用石灰石来中和从大气中吸收的过量二氧化碳。这种反应的副产品是碳酸氢盐，这是海水的天然成分。

研究人员的技术是一对反应堆，名为 Ripple 1 和 Ripple 2，工作原理类似。反应堆目前直接从发动机尾气中输送二氧化碳，并将其转化为略富含碳酸氢盐的溶液。然后，该溶液被安全地释放回海洋，对水的整体化学性质影响最小。本质上，反应堆返回的水比其自然状态略咸，对海洋生物的影响可以忽略不计。

从实验室到海洋

反应堆技术经过了严格的开发。研究人员在南加州大学帕克分校开发了 Ripple 1 原型，以在严格控制的条件下测试海水中的碳捕获。

这些初步测试的良好结果为 Ripple 2 反应堆铺平了道路。该反应堆目前正在 AltaSea 进行测试。一直以来，南加州大学的科学家都在检查 Ripple 废水是否不会危害海洋生物。

Berelson 表示：“这项技术的魅力在于它的可扩展性。”他最近因这项碳捕获研究而荣获南加州大学瑞格利环境与可持续发展研究所教职员创新奖。“我们的目标是将这项技术发展为一种商业上可行的解决方案，可轻松整合到现有的航运业务中。通过在整个航运业以商业规模实施这项技术，我们希望大幅减少全球二氧化碳排放量。”

“我们日常生活中使用的 90% 以上的产品都曾通过船舶运输。如果我们要思考如何作为一个社会解决二氧化碳问题，我们必须意识到我们无法使所有行业都实现电气化，” Calcarea 创始人兼首席执行官、加州理工学院 Smits Family 地球化学和全球环境科学教授 Jess Adkins 表示。

“航运业是电气化程度不高的行业的典型例子。很难想象船舶使用电池供电，尽管我们作为一个社会必须使用可再生能源，”他说。

该技术已经在航运业中获得了关注。Calcarea 最近宣布与 Lomar Shipping 的企业风险实验室 lomarlabs 建立合作伙伴关系，以商业化和部署其船上碳捕获系统。

“与同类替代技术相比，我们的技术能耗更低、成本更低，对基础设施的要求也更低，有助于减少航运排放，”阿德金斯说。“但我们需要船东和运营商的支持，才能将我们的系统推向行业并投入使用。此次合作将加速测试和海事工程，使我们的系统投入使用，并最终减少排放。”