二氧化碳是一種溫室氣體，是煤、石油和天然氣燃燒的副產(chǎn)物。越來(lái)越多人呼吁從大氣中分離出二氧化碳，減少其對(duì)全球氣候變化的影響。一旦從發(fā)電廠捕獲到二氧化碳，就可以通過(guò)管道輸送到地下，造成地質(zhì)構(gòu)造上的永久儲(chǔ)存效果。國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）的專家們正在開(kāi)發(fā)一種技術(shù)——激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS），可以用來(lái)驗(yàn)證儲(chǔ)存地點(diǎn)不會(huì)泄露二氧化碳，或在泄漏出現(xiàn)時(shí)，能夠盡早檢測(cè)到。早期泄漏檢測(cè)將使儲(chǔ)存地的運(yùn)營(yíng)者能更快地制止泄漏。

這種創(chuàng)新的激光技術(shù)非常適合這方面的應(yīng)用，因?yàn)樗梢砸暂^少的成本從遠(yuǎn)處快速地分析固體，液體和氣體。其他的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)則需要將樣品從原來(lái)的場(chǎng)地中提取出來(lái)，從而延遲了分析，并且這個(gè)過(guò)程會(huì)使樣品處在足以改變它們的化學(xué)性質(zhì)的溫度和壓力條件下。

在這個(gè)過(guò)程中，激光發(fā)射出約5到10納秒的脈沖。激光脈沖聚焦到樣品上，形成等離子體。等離子體中的原子被激發(fā)，然后躍遷，從而導(dǎo)致光譜發(fā)射一個(gè)獨(dú)特的光的圖紋。光纖系統(tǒng)將光譜發(fā)射到區(qū)域外的分光計(jì)，這個(gè)分光計(jì)被用于測(cè)量光的特性，并用于鑒別材料。所以，LIBS通過(guò)對(duì)儲(chǔ)存區(qū)域的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以使研究者在幾分鐘內(nèi)了解到，是否有二氧化碳從儲(chǔ)存區(qū)泄漏。

這項(xiàng)創(chuàng)新已經(jīng)獲得了URS金字塔獎(jiǎng)和2013年第三屆能源和創(chuàng)新大會(huì)的革新獎(jiǎng)，以彰顯其用于二氧化碳監(jiān)測(cè)的潛力。此外，NETL最近申請(qǐng)通過(guò)了“井下激光傳感技術(shù)”的專利，它可以被用在井場(chǎng)中二氧化碳的注入或其他場(chǎng)合，如在水力壓裂過(guò)程中，檢測(cè)地下水的離子濃度的變化。Dustin McIntyre，NETL研究員兼LIBS的開(kāi)發(fā)人員，表示一些境外組織已經(jīng)聯(lián)系NETL并獲得了其對(duì)該技術(shù)的授權(quán)。