Mecanismos interfaciais que governam a mineralização de CO2: Das origens da reatividade de superfícies basálticas a estratégias de engenharia

A mineralização de CO 2 oferece uma rota permanente e escalável para o armazenamento de carbono, e a mineralização rápida in situ foi alcançada em vários projetos de campo. Tradicionalmente atribuído à via clássica de dissolução–precipitação, esse processo é cada vez mais reconhecido como sendo fortemente influenciado por reações interfaciais CO 2–mineral, que permanecem sub-representadas nos modelos atuais. Esta revisão sintetiza avanços recentes sobre como as reações interfaciais aceleram a carbonatação, desde a reatividade em escala atômica de sítios de oxigênio não pontes (NBO) até efeitos mesoscópicos de molhabilidade, estrutura de filme de água e nanoconfinamento. Essas reações promovem tanto a liberação de metais quanto a nucleação de carbonatos ao formar complexos de carbonato de superfície que enfraquecem as ligações metal–oxigênio e reduzem as barreiras de desidratação. Com base nesses insights, propomos uma estrutura de modelagem multiescala integrando dinâmica molecular ab initio, modelagem de complexação de superfície e modelagem de transporte reativo para incorporar vias interfaciais em previsões em escala de campo. Também delineamos estratégias de engenharia inspiradas pela química interfacial, incluindo rocha altamente porosa com alta área específica, seleção de minerais com alto NBO em termos de litologia (ex., Olivine), injeção de nanobolhas de CO 2 e coinjeção de aditivos para ajustar a molhabilidade. Ao vincular a ciência interfacial com a engenharia de reservatórios, esta revisão estabelece uma base mecanicista para acelerar e otimizar os sistemas de mineralização de CO 2.