Synthetic Fluid Inclusions XXIV. In situ Monitoring of the Carbonation of Olivine Under Conditions Relevant to Carbon Capture and Storage Using Synthetic Fluid Inclusion Micro-Reactors: Determination of Reaction Rates
Notice bibliographique
Résumé
Ultramafic and mafic rocks are possible targets for CO 2 sequestration via mineral carbonation. The determination of reaction kinetics and the factors that control mineralization are important in order to understand and predict how fast injected CO 2 will react with host rocks to permanently isolate and store the carbon. Here we present experimental results of olivine carbonation experiments using synthetic fluid inclusions (SFI) as micro-reactors. The micro-reactor technique coupled with non-destructive Raman spectroscopy allows us to monitor the reaction progress in situ and in real time at elevated temperatures (50–200°C) and pressures (several 10's to a few hundred bars), and quantify the amount of CO 2 consumed in the reaction using the Raman CO 2 densimeter and mass-balance calculations. Results show a measurable decrease of CO 2 density in the fluid inclusions as a result of the reaction between the CO 2 -bearing seawater-like aqueous solution and olivine. Magnesite formation was observed within hours at ≥100°C, while at 50°C magnesite nucleation and precipitation was only observed after a few weeks. Raman mapping and FIB-SEM analysis confirmed the formation of a non-continuous Si-rich layer on the inclusion wall and the presence of ferroan magnesite as a reaction product. Reaction rates [log J (mol/m −2 s −1 )] obtained for olivine carbonation range between ~-8.4 at 50°C and −4.7 at 200°C, which is sufficiently rapid to be suitable for commercial CO 2 injection projects. Reaction rates involving a seawater-like fluid were similar to rates published for high salinity solutions containing NaHCO 3 , and were faster compared to rates involving solutions with low salinity. Thus, CO 2 injection into submarine environments might offer some advantages over CO 2 storage in onshore basalts where the pores are likely to be filled with low salinity meteoric water. The application of the synthetic fluid inclusion technique, combined with non-destructive analytical techniques, is a promising tool to monitor rates of fluid-rock reactions in situ and in real time. Here, we have documented its application to experimentally study carbonation reactions in the olivine-H 2 O-CO 2 -NaCl-MgCl 2 system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».