Η ανακάλυψη του «απόλυτου θαύματος» παρέχει συνταγή για τσιμέντο μηδενικού άνθρακα
Η παραγωγή σκυροδέματος και χάλυβα είναι κύριες πηγές εκπομπών CO2, αλλά μια νέα λύση από το Cambridge θα μπορούσε να ανακυκλώσει και τα δύο ταυτόχρονα. Η ρίψη παλαιού σκυροδέματος σε φούρνους επεξεργασίας χάλυβα όχι μόνο καθαρίζει τον σίδηρο αλλά παράγει «επανενεργοποιημένο τσιμέντο» ως υποπροϊόν. Εάν γίνει με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η διαδικασία θα μπορούσε να δημιουργήσει τσιμέντο εντελώς μηδενικού άνθρακα.
Το σκυρόδεμα είναι το πιο χρησιμοποιούμενο δομικό υλικό στον κόσμο και η κατασκευή του είναι μια ιδιαίτερα βρώμικη επιχείρηση – η παραγωγή σκυροδέματος από μόνη της είναι υπεύθυνη για περίπου το 8% των συνολικών παγκόσμιων εκπομπών CO2. Δυστυχώς δεν είναι εύκολο να ανακυκλωθεί ξανά σε μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή νέων δομών από σκυρόδεμα.
Οι επιστήμονες έχουν φυσικά διερευνήσει τρόπους για να κάνουν το σκυρόδεμα πιο πράσινο . Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την αλλαγή της συνταγής για την εξάλειψη των πιο ρυπογόνων συστατικών –ειδικά τον ασβεστόλιθο– ή τη σχεδίαση σκυροδέματος έτσι ώστε να απορροφά περισσότερο CO2 από τον αέρα μετά την απόθεσή του. Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές του Cambridge ερεύνησαν πώς το απόβλητο σκυρόδεμα θα μπορούσε να μετατραπεί ξανά σε κλίνκερ, το ξηρό συστατικό του τσιμέντου, έτοιμο να χρησιμοποιηθεί ξανά.
«Είχα μια αόριστη ιδέα από προηγούμενες εργασίες ότι αν ήταν δυνατό να συνθλίψουμε παλιό σκυρόδεμα, αφαιρώντας την άμμο και τις πέτρες, η θέρμανση του τσιμέντου θα αφαιρούσε το νερό και μετά θα σχημάτιζε ξανά κλίνκερ», είπε αρχικά ο Δρ. Cyrille Dunant. συγγραφέας της μελέτης. «Ένα λουτρό υγρού μετάλλου θα βοηθούσε αυτή τη χημική αντίδραση να συνεχιστεί και ένας ηλεκτρικός κλίβανος τόξου, που χρησιμοποιείται για την ανακύκλωση χάλυβα, φαινόταν σαν μια ισχυρή πιθανότητα. Έπρεπε να προσπαθήσουμε».
Ένας ηλεκτρικός κλίβανος τόξου χρειάζεται ένα υλικό «ροής», συνήθως ασβέστη, για τον καθαρισμό του χάλυβα. Αυτή η λιωμένη βραχώδης ουσία συλλαμβάνει τις ακαθαρσίες, στη συνέχεια φυσαλίδες στην επιφάνεια και σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα που εμποδίζει τον νέο καθαρό χάλυβα να εκτεθεί στον αέρα. Στο τέλος της διαδικασίας, η χρησιμοποιούμενη ροή απορρίπτεται ως απόβλητο υλικό.
Έτσι, για τη μέθοδο του Cambridge, η ροή ασβέστη αντικαταστάθηκε με την ανακυκλωμένη πάστα τσιμέντου. Και σίγουρα, όχι μόνο μπόρεσε να καθαρίσει καλά τον χάλυβα, αλλά αν η υπολειμματική σκωρία ψύχεται γρήγορα στον αέρα, γίνεται νέο τσιμέντο Πόρτλαντ. Το σκυρόδεμα που προκύπτει έχει παρόμοια απόδοση με το αρχικό υλικό.
Είναι σημαντικό ότι η ομάδα λέει ότι αυτή η τεχνική δεν προσθέτει σημαντικό κόστος στην παραγωγή σκυροδέματος ή χάλυβα και μειώνει σημαντικά τις εκπομπές CO2 σε σύγκριση με τις συνήθεις μεθόδους κατασκευής και των δύο. Εάν ο κλίβανος ηλεκτρικού τόξου τροφοδοτείτο από ανανεώσιμες πηγές, θα μπορούσε ουσιαστικά να δημιουργήσει τσιμέντο μηδενικών εκπομπών.
Η τεχνική έχει ήδη δοκιμαστεί σε φούρνους που παράγουν μερικές δεκάδες κιλά τσιμέντου και οι ερευνητές λένε ότι οι πρώτες δοκιμές βιομηχανικής κλίμακας βρίσκονται σε εξέλιξη αυτόν τον μήνα, όπου θα παρήγαγε περίπου 66 τόνους τσιμέντου σε δύο ώρες. Οι ερευνητές λένε ότι η διαδικασία θα μπορούσε να κλιμακωθεί σε ένα δισεκατομμύριο τόνους «ηλεκτρικού τσιμέντου» μέχρι το 2050.
«Η παραγωγή τσιμέντου μηδενικών εκπομπών είναι ένα απόλυτο θαύμα, αλλά πρέπει επίσης να μειώσουμε την ποσότητα τσιμέντου και σκυροδέματος που χρησιμοποιούμε», δήλωσε ο καθηγητής Τζούλιαν Άλγουντ, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. “Το σκυρόδεμα είναι φθηνό, ισχυρό και μπορεί να κατασκευαστεί σχεδόν οπουδήποτε, αλλά απλώς χρησιμοποιούμε πάρα πολύ από αυτό. Θα μπορούσαμε να μειώσουμε δραματικά την ποσότητα σκυροδέματος που χρησιμοποιούμε χωρίς καμία μείωση στην ασφάλεια, αλλά χρειάζεται πολιτική βούληση για να συμβεί αυτό .
“Εκτός από το να αποτελεί μια σημαντική ανακάλυψη για τον κατασκευαστικό κλάδο, ελπίζουμε ότι το Cambridge Electric Cement θα είναι επίσης μια σημαία που θα βοηθήσει την κυβέρνηση να αναγνωρίσει ότι οι ευκαιρίες για καινοτομία στο ταξίδι μας προς τις μηδενικές εκπομπές εκτείνονται πολύ πέρα από τον ενεργειακό τομέα.” Για τη διαδικασία έχει κατατεθεί δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, ως το πρώτο βήμα προς την εμπορευματοποίηση.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature . Η ομάδα περιγράφει τη δουλειά στο παρακάτω βίντεο.
Πηγή: newatlas.com
Plus
Το σκυρόδεμα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μακράς διαρκείας διακόπτει το 80% του τσιμέντου του για τέφρα άνθρακα
Οι ερευνητές του RMIT έχουν αναπτύξει έναν νέο τύπο «πράσινου σκυροδέματος» που ενσωματώνει διπλάσια ποσότητα ανακυκλωμένης τέφρας άνθρακα από τα υπάρχοντα σκυροδέματα χαμηλών εκπομπών άνθρακα, μειώνει στο μισό την απαιτούμενη ποσότητα τσιμέντου και διαρκεί ακόμη περισσότερο από το κανονικό σκυρόδεμα τσιμέντου Πόρτλαντ.
Πηγή: newatlas.com
