Dzięki nowej metodzie produkcji cementu wykorzystującej energię elektryczną można ograniczyć towarzyszący temu ślad węglowy o 98 proc.- informuje pismo „ACS Energy Letters”.
Współczesne budownictwo opiera się przede wszystkim na betonie, którego cement jest niezbędnym składnikiem. Po zmieszaniu z wodą silnie wiąże piasek i żwir tworząc trwały materiał budowlany.
Produkcja cementu tradycyjnymi metodami wymaga dużych nakładów energii, ponieważ wapień i minerały zawierające krzemionkę są podgrzewane w dwóch etapach do temperatury ponad 1450 stopni Celsjusza. Jako produkt uboczny rozkładu wapienia uwalniane są znaczne ilości dwutlenku węgla (CO2).
Produkcja cementu odpowiada aż za 8 proc. globalnej emisji CO2. Dlatego ograniczenie tej emisji mogłoby złagodzić proces zmian klimatu.
„Nasz zespół był zmotywowany do zajęcia się emisjami z produkcji cementu u źródła” – powiedział prof. Curtis Berlinguette z University of British Columbia, autor korespondencyjny badania.
Berlinguette i jego zespół wykorzystali metodę elektrochemiczną, aby obniżyć zapotrzebowanie na energię podczas chemicznej przemiany wapienia i krzemionki w prekursor cementu. Metoda wykorzystująca energię elektryczną pozwoliła na przeprowadzenie reakcji w temperaturze zaledwie 60 st. C. Produkt tej reakcji został następnie przekształcony w belit (krzemian dwuwapniowy) w piecu w temperaturze 650 st. C. Niższe temperatury nowej metody zmniejszyły zapotrzebowanie na energię cieplną o 70 proc., a także obniżyły emisję CO2.
Aby jeszcze bardziej ograniczyć emisję, zespół przetestował proces elektrochemiczny na cemencie odpadowym z recyklingu, używając go zamiast wapienia. Ta demonstracja zmniejszyła emisję nowej metody do 20 kilogramów CO2 na tonę — co stanowi redukcję o 98 proc. w porównaniu z 800 kilogramami CO2 na tonę cementu uwalnianymi w konwencjonalnych procesach.
„Wykorzystaliśmy energię elektryczną i cement z recyklingu, aby wytworzyć prekursory, które w niższych temperaturach niż dotychczas znane tworzyły rodzaj cementu zwany belitem. Cement bogaty w belit jest ważny w przypadku masywnych konstrukcji, takich jak tamy” – podkreślił Berlinguette.
Jak zaznaczają autorzy, reakcje elektrochemiczne wytwarzały wodór, który można było spalać, aby dostarczyć energię cieplną do drugiego etapu produkcji cementu, zastępując w ten sposób paliwa kopalne.
University of British Columbia złożył międzynarodowy wniosek patentowy dotyczący procesu opisanego w tej pracy, a dwóch autorów jest współzałożycielami firmy komercjalizującej tę technologię.
Paweł Wernicki (PAP)
pmw/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
