روشی برای کاهش انتشار کربن در تولید سیمان

به گزارش اخبار ساختمان، سیمان به عنوان پر مصرف‌ترین مصالح ساختمانی، یکی از بزرگترین عاملی است که در مشکل انتشار کربن در جهان دست دارد. اکنون محققان موسسه فناوری ماساچوست در آمریکا ادعا می‌کنند که روش جدیدی برای پاکسازی روند تولید سیمان ابداع کرده‌اند به طوری‌که بدون تاثیر بر محصول نهایی بیشتر کربن منتشر شده در رویه تولید سیمان را حذف می‌کند.

سیمان «پرتلند»، که رایج‌ترین نوع سیمان است، با آسیاب سنگ آهک، مخلوط کردن آن با ماسه و خاک رس و سپس پختن آن در دمای بسیار بالا تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد (۲۶۴۲ درجه فارنهایت) تهیه می شود. نه تنها انرژی مورد استفاده برای گرم کردن این مخلوط، مقدار زیادی دی اکسید کربن تولید می‌کند بلکه خود سنگ آهک نیز در جریان این رویه گاز گلخانه‌ای آزاد می کند. در کل، این به آن معنا است که برای هر کیلوگرم سیمان تولید شده حدود ۱ کیلوگرم دی اکسید کربن آزاد می‌شود که باعث افزایش ۸ درصدی انتشار جهانی دی اکسید کربن می‌شود.

در حالیکه گفته می‌شود بتن در نهایت بیشتر دی اکسید کربن منتشر شده در جریان تولید خود را جذب می کند اما تلاش برای پاکسازی رویه تولید بتن هنوز ایده بدی به نظر نمی رسد. محققان با تغییر نسبت مواد تشکیل دهنده، دستور العمل های جدیدی را برای تولید « ژئوپلیمر» یا سیمان جایگزین با اتصالات کامپوزیتی سازگار با محیط زیست آزمایش کرده اند.

اما مشکل همه این ایده‌ها این است که نتیجه نهایی نوع متفاوتی از بتن است و صنعت ساختمان ممکن است حداقل در ابتدا تمایلی به استفاده از ماده دیگری نداشته باشد. بنابراین محققان در این مطالعه جدید محور توجه خود را بر بهبود یک مرحله از روند معمول تولید سیمان متمرکز کردند که سیمان ساده قدیمی را بدون تغییر ماده آن، سازگار با محیط زیست می کند.

در فرآیند جدید، به جای گرم کردن سنگ آهک، از یک الکترولیزر استفاده می شود که در آن الکترودها مولکول های آب را به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می کنند. با این کار در یک الکترود «اسید» و در دیگری «باز» تولید می شود. سنگ آهک در اسید حل می شود و هیدروکسید کلسیم در انتهای دیگر، در ورقه‌های جامد ایجاد می شود. سپس این ورقه‌های آهک را می توان برای تولید سیمان برداشت کرد.

البته در این رویه نیز هنوز دی اکسید کربن تولید می شود زیرا سنگ آهک حل می شود. اما این دی اکسید کربن در هوا منتشر نمی شود و در عوض می توان آن را جمع کرد و از آنجاییکه خالص است می توان از آن برای مقاصد دیگر، مانند تولید سوخت‌های مایع یا نوشیدنی های گازدار استفاده کرد. محققان حتی می گویند که می توان آن را با اکسیژن تولید شده توسط همین سیستم ترکیب کرد و از آن برای تامین سوخت بقیه رویه جدید سیمان سازی استفاده کرد.

محققان این روش را در آزمایشگاه انجام دادند و نشان دادند که این رویه در مقیاس کوچک عملی است. محققان می گویند که این رویه را به راحتی می توان افزایش داد اما هنوز تنها بخشی از فرآیند بزرگتر ساخت سیمان است و قبل از اجرای آن در جهان واقعی باید کارهای بیشتری انجام شود، اما این یک گام امیدوارکننده است.

این تحقیق در مجله PNAS منتشر شده است.

ایرنا