Betónová alternatíva zachytávajúca uhlík poháňaná fotosyntézou
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Nový materiál rieši problém s uhlíkom pri výrobe a používaní betónu pomocou celkom nezvyčajnej pracovnej sily, ktorou sú cyanobaktérie. Biocement, ktorý tieto mikroorganizmy pomáhajú vyrábať, využíva proces, ktorý v prírode existuje už 3,5 miliardy rokov.
Problém uhlíka v betóne je už veľmi dobre medializovaný. Podľa časopisu Scientific American sa pri výrobe jedného kilogramu betónu uvoľní do ovzdušia jeden kilogram oxidu uhličitého. Ten pochádza nielen z chemických reakcií, ktoré sa používajú na jeho výrobu, ale aj z fosílnych palív spálených na dosiahnutie teploty 1 450 °C potrebnej na vypálenie vápenca. Ten je predstupňom výroby cementu, ktorý tvorí základ betónu. Výroba betónu je v súčasnosti zodpovedná za približne 8 % celkových svetových emisií uhlíka.
Vzhľadom na to, že ide o taký účinný stavebný materiál, je ťažké sa od neho odpútať. Podľa správy Arizonskej štátnej univerzity je betón v skutočnosti druhým najpoužívanejším materiálom na svete, pričom ho predstihuje len voda.
Vďaka tomu v priebehu rokov prichádzajú výskumníci s viacerými dômyselnými spôsobmi, ako ho vytvoriť, alebo ako vytvoriť látky, ktoré ho napodobňujú, no oveľa ekologickejšími spôsobmi.
Teraz výskumníci z Fraunhoferovho inštitútu v Nemecku vytvorili alternatívu betónu, ktorá je nielen uhlíkovo neutrálna, ale aj uhlíkovo negatívna. Pri jej tvorbe sa pozreli na spôsob, akým sa vo vápenci už viac ako tri miliardy rokov vytvárajú štruktúry známe ako stromatolity, a potom tento proces zopakovali v laboratóriu.
Na začiatok vytvorili bakteriálne kultúry zo siníc, všeobecne známych ako modrozelené riasy, tým, že im poskytli ideálny zdroj svetla a živín na optimalizáciu ich rastu a schopnosti fotosyntézy. Potom, aby sa baktérie podrobili mineralizácii a vytvorili štruktúry podobné stromatolitom, pridali chlorid vápenatý a iné zdroje vápnika. Do tejto zmesi potom pridali hydrogély a iné plnivá, napríklad piesok, podobne ako sa kamenivo pridáva do cementu na vytvorenie betónu. Nakoniec do kaše vháňali oxid uhličitý, aby podporili proces rastu, ktorý je poháňaný svetlom.
„Vyvíjajúca sa pevná štruktúra je počas procesu stále porézna, takže svetlo preniká dovnútra a poháňa fixáciu oxidu uhličitého prostredníctvom mineralizácie vápenca,“ povedal vedúci projektu Matthias Ahlhelm z Fraunhoferovho inštitútu pre keramické technológie a systémy IKTS. „Proces môžeme zastaviť odstránením svetla a vlhkosti alebo zmenou teploty.“
Keď sa tak stane, zvyšné baktérie zahynú a výsledný materiál je úplne bez toxických látok. Zároveň vo svojej štruktúre zadržiava škodlivý skleníkový plyn. Materiál sa pritom dá naliať do foriem alebo mriežkových štruktúr a vytvoriť z neho tak tehly alebo takmer neobmedzený počet iných tvarov, dá sa vytláčať alebo použiť v aditívnej výrobe, ako je 3D tlač konštrukcií, alebo sa môže nanášať striekaním.
Teraz sa tím snaží rozšíriť výrobu tohto materiálu a urobiť ho ešte ekologickejším. Výskumníci napríklad tvrdia, že by mohli získavať oxid uhličitý z priemyselných znečisťujúcich látok a vápnik z odpadu produkovaného čadičovými a inými baňami.
