Náhrada cementového piesku vyrobená z morskej vody, elektriny a CO2
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 24. 3. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Novo vytvorená podivná biela pasta nevyzerá príliš vábne, no mohla by pomôcť vyriešiť nedostatok piesku a zároveň prinútiť proces výroby cementu zachytávať oxid uhličitý namiesto jeho vypúšťania. Vedci zo Severozápadnej univerzity pritom túto látku vyrobili z morskej vody, elektriny a CO2.
Betón je najpoužívanejší umelý materiál na našej planéte, no jeho výroba je tiež jedným z najviac znečisťujúcich procesov. A čo je ešte horšie, v celosvetovom meradle to vyžaduje obrovské množstvo piesku, ktoré je čoraz ťažšie (finančne a environmentálne) ťažiť z pobrežia, morského dna a koryta riek.
Nenáročný nový materiál zo Severozápadnej univerzity by mohol pomôcť vyriešiť oba problémy. Skladá sa z uhličitanu vápenatého a hydroxidu horečnatého v rôznych pomeroch a jeho výroba je celkom jednoduchá. Stačí vziať trochu morskej vody, nabiť ju elektrinou a prebublať cez ňu trochu CO2. Celý proces je podľa tímu podobný tomu, ako si koraly a mäkkýše budujú svoje schránky.
Vedci svoj výrobný proces detailnejšie opisujú tak, že dve elektródy v nádrži vyžarujú nízky elektrický prúd, ktorý rozdeľuje molekuly vody na plynný vodík a hydroxidové ióny. Keď sa pridá plynný CO2, zmení sa chemické zloženie vody, čím sa zvýši hladina bikarbonátových iónov. Tieto hydroxidové a hydrogénuhličitanové ióny reagujú s inými prírodnými iónmi v morskej vode a vytvárajú pevné minerály, ktoré sa zhromažďujú na elektródach.
Konečným výsledkom je všestranný biely materiál, ktorý nielen ukladá uhlík, ale môže zastúpiť piesok alebo štrk v cemente a tiež tvorí základný prášok pre iné stavebné materiály, ako sú omietky a farby. Je pritom zaujímavé, že vedci zistili, že materiál je možné vylepšiť úpravou prietoku, načasovania a trvania CO2 a morskej vody a napätia a prúdu elektriny.
„Ukázali sme, že keď vytvárame tieto materiály, môžeme plne kontrolovať ich vlastnosti, ako je chemické zloženie, veľkosť, tvar a pórovitosť,“ povedal Alessandro Rotta Loria, hlavný autor štúdie. „To nám dáva určitú flexibilitu pri vývoji materiálov vhodných pre rôzne aplikácie.“
Tento proces je oveľa ekologickejší ako bežný spôsob výroby týchto stavebných materiálov. Nielenže sa tým znižuje potreba ťažby obrovského množstva piesku z prírodného prostredia, ale jediným plynným vedľajším produktom je vodík, ktorý je možné zachytiť na použitie ako čisté palivo. Oxid uhličitý, ktorý sa používa na výrobu materiálu, môže dokonca pochádzať z emisií z bežnej výroby cementu, v takom prípade by proces mohol spôsobiť, že bežný cement bude zelenší ako vedľajší produkt.
„Mohli by sme vytvoriť kruhovitosť, kde sekvestrujeme CO2 priamo pri zdroji,“ povedal Rotta Loria. „A ak sa betonárne a cementárne nachádzajú na pobreží, mohli by sme využiť oceán hneď vedľa nich na zásobovanie jednoúčelových reaktorov, kde sa CO2 transformuje prostredníctvom čistej elektriny na materiály, ktoré možno použiť na nespočetné množstvo aplikácií v stavebnom priemysle. Potom by sa tieto materiály skutočne stali zásobníkmi uhlíka.“
Ak sa táto skonštruovaná náhrada piesku zachytávajúceho uhlík ukáže ako lacnejšia ako ťažba skutočného piesku vo veľkom meradle, mohlo by to významne prispieť k dekarbonizácii. No samo o sebe to nevytvorí úplne zelený cement. Je tu ešte ďalšia fáza, kde sa piesok melie s vápencom a zahrieva sa od teploty 1 400 ° C v peci, ktorá produkuje leví podiel emisií uhlíka.
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Advanced Sustainable Systems.
