Дослідники з Північно-Західного університету розробили унікальний будівельний матеріал, що не лише здатний замінити пісок у виробництві цементу, але й уловлює вуглекислий газ, пропонуючи рішення для одразу двох глобальних екологічних проблем.
Зразок нового вуглецево-негативного матеріалу, виготовленого з морської води, електроенергії та CO2, Northwestern University
Революційний підхід до виробництва будівельних матеріалів
Бетон, найпоширеніший штучний матеріал у світі, має значний екологічний слід. Його виробництво є одним із найбільших джерел викидів CO2, а також потребує величезних обсягів піску, видобуток якого становить усе більшу екологічну та економічну проблему.
Розроблений науковцями білий мінеральний матеріал складається з карбонату кальцію та гідроксиду магнію. Його виробництво імітує природний процес, яким корали та молюски будують свої мушлі, використовуючи лише морську воду, електроенергію та вуглекислий газ. Цей інноваційний підхід може трансформувати будівельну галузь, одночасно допомагаючи боротися зі змінами клімату.
Простий, але гнучкий процес виробництва
Технологія виробництва цього матеріалу відносно проста. Електроди в резервуарі з морською водою генерують слабкий електричний струм, який розщеплює молекули води на газоподібний водень та іони гідроксиду. Коли до системи додається CO2, хімічний склад води змінюється, збільшуючи рівень бікарбонатних іонів. Ці іони реагують з іншими природними компонентами морської води, утворюючи тверді мінерали на електродах.
Змінюючи параметри процесу — швидкість потоку,
час і тривалість впливу CO2 і морської води, а також напругу й силу струму — дослідники можуть змінювати властивості матеріалу для різних будівельних потреб.
Налаштовуючи виробничий процес, дослідники можуть створювати матеріал з різними властивостями для різних цілей, Northwestern University
Подвійна користь для довкілля
Екологічні переваги цієї технології значні. Крім зменшення потреби у видобутку піску, єдиним газоподібним побічним продуктом процесу є водень, який можна збирати та використовувати як чисте паливо.
Особливо перспективним є потенційне використання CO2 від традиційного виробництва цементу.
Перспективи та обмеження
Хоча матеріал демонструє значний потенціал, дослідники визнають, що технологія повинна довести свою ефективність у промислових масштабах та комерційну життєздатність. Процес виробництва використовує широкодоступні ресурси — морську воду, електроенергію та CO2, що робить його потенційно економічно вигідним.
Варто зазначити, що цей інноваційний підхід, незважаючи на всі переваги, не вирішує повністю проблему викидів від виробництва цементу. Значна частина викидів вуглецю відбувається під час нагрівання вапняку при температурі понад 1400°C, і ця проблема потребує додаткових рішень.
Результати дослідження, опубліковані в журналі Advanced Sustainable Systems, відкривають шлях до більш екологічно чистого будівельного сектору, що є важливим кроком у боротьбі зі змінами клімату.
