近日，东北石油大学三亚海洋油气研究院、非常规油气资源国际合作联合实验室的柳波、Erfan Mohammadian等研究人员，联合英国帝国理工学院、中国地质调查局广州海洋地质调查局等机构的科研人员，在利用海水进行高效二氧化碳矿物封存方面取得重要进展。相关研究发表于 Nature 旗下期刊 Communications Earth & Environment。柳波为论文第一作者，Erfan Mohammadian 为通讯作者。
利用富含钙、镁的矿物将二氧化碳转化为稳定的碳酸盐，被认为是极具潜力的永久封存技术。然而，现有研究多采用离子组成简单的合成盐水进行实验，未能充分反映真实海水复杂的离子环境及其对碳酸盐沉淀的关键影响，这限制了该技术在实际沿海地区的应用评估。
研究团队整合了高压反应实验、地球化学模拟和蒙特卡洛经济分析，系统评估了在中国南海海水中使用氧化钙、氢氧化钙和硅灰石进行矿物碳化的效率。研究发现，在 50 至 500 大气压的高压二氧化碳条件下，海水中复杂的离子组成（如 Mg²⁺ 和 SO₄²⁻）提供了优异的缓冲能力，能稳定反应体系的 pH 值，显著促进碳酸盐的形成。在三种钙源中，氧化钙表现最优，在 500 大气压和 25°C 条件下，每升海水可沉淀约 1.82 克碳酸钙。热力学模拟证实了海水体系在高压下具有更高的碳酸盐矿物饱和度。经济分析表明，该技术封存每吨二氧化碳的成本中位数约为 136 美元，且通过降低捕集成本，其经济性可进一步提升。
本研究首次通过实验与模拟相结合，揭示了海水复杂化学环境对促进矿物碳化的关键作用，为在沿海地区实施大规模、永久性的二氧化碳海洋封存提供了可行的技术路径。该方案直接支持中国的“双碳”战略目标，并为全球海洋碳移除技术的实际部署提供了科学、经济和环境可持续性兼备的综合评估框架。相关认识也可为我国沿海工业区的碳捕集与封存工程选址与设计提供重要参考。
图1 本研究开展的实验研究示意图
论文信息：
Liu, B., Mohammadian, E., Azdarpour, A. et al. Integrating experimental and geochemical modelling for productive carbon dioxide mineralization in the South China Sea. Commun Earth Environ (2025). (doi:10.1038/s43247-025-02988-6)
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s43247-025-02988-6
延伸阅读：
柳波, 高硕, 许振强, 付晓飞, E. Mohammadian, 陆红锋, 闫百泉, 施伟光, 杨振, 许辰璐, Z. PAN. 海洋直接注入CO2封存技术方法综述. 地质论评, 2023, 69(4):1449-1464,
原文链接：
https://www.geojournals.cn/georev/georev/article/abstract/20236904018?st=article_issue
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