Sektor budowlany raczej nie słynie z ekologicznych innowacji, jednak wkrótce może się to zmienić. A to za sprawą stosunkowo prostej modyfikacji, w ramach której członkowie zespołu kierowanego przez Zhipenga Li dodali do zwykłego cementu przyjazny dla środowiska biowęgiel, wytwarzany z odpadów organicznych, który został wcześniej wzmocniony ściekami betonowymi. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest usuwanie z powietrza dwutlenku węgla i to w stosunkowo sporych ilościach, bo odpowiadających 23% własnej wagi biowęgla.
Czytaj też: Atom to istne „szczęście w nieszczęściu”. Tego samego nie można powiedzieć o fotowoltaice
Oczywiście samo to nie byłoby szczególnie imponujące, gdyby taki cement nie zapewniał odpowiednio wysokiej wytrzymałości. Ta jest jednak jak najbardziej realna. O szczegółach całego przedsięwzięcia czytamy na łamach Materials Letters. Dostarczone przez autorów wnioski powinny przynieść korzyści dla kilku różnych dziedzin, szczególnie gdy weźmiemy pod uwagę skalę użycia cementu na całym świecie.
Każdego roku na Ziemi produkuje się bowiem ponad 4 miliardy ton cementu. Do jego produkcji wymagana jest wysoka temperatura, a na tym lista się nie kończy, ponieważ w całym procesie spalane są paliwa kopalne. O ich negatywnym wpływie na środowisko naturalne chyba nie trzeba nikogo informować. Jakby problemów było mało, to na potrzeby produkcji cementu wykorzystuje się wapień, a ten – ulegając rozkładowi – dostarcza kolejnych pokładów dwutlenku węgla.
Cement, którego skład został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie może pochłaniać dwutlenek węgla z powietrza
Koniec końców produkcja cementu w skali świata może odpowiadać za około 8% całkowitych emisji dwutlenku węgla związanych z działalnością człowieka. To znaczący wskaźnik, którego nie można pomijać, jeśli chcielibyśmy realnie ograniczyć postępowanie zmian klimatu. Dzięki dokonaniom naukowców z Waszyngtonu być może uda się zbliżyć o krok w stronę osiągnięcia zerowych emisji netto. Taki właśnie cel przyświeca wielu krajom, zarówno w Europie jak i na innych kontynentach, choć poszczególne regiony różnią się nieco między sobą jeśli chodzi o tempo wprowadzanych zmian.
Gdybyście zastanawiali się, czy zastosowane podejście mogłoby przynieść nawet lepsze rezultaty, jeśli zmienione zostaną proporcje, to mamy na to odpowiedź. Niestety, po dodaniu nawet 3% biowęgla okazało się, iż doszło do poważnego spadku wytrzymałości produktu końcowego. Kluczem do sukcesu było jednak wykorzystanie ścieków pochodzących z płukania betonu, dzięki czemu mieszanka mogła składać się z nawet 30% biowęgla. Mierzona po 28 dniach wytrzymałość betonu okazała się porównywalna z osiąganą przez zazwyczaj wykorzystywany w przemyśle budowlanym.
Czytaj też: Koniec ze spalaniem tworzyw sztucznych. Polacy znaleźli remedium na recykling trudnych odpadów
Skąd tak zadowalające wyniki płynące z wykorzystania ścieków z płukania betonu? Wszystko za sprawą interakcji pomiędzy silnie alkalicznymi ściekami zawierającymi duże ilości wapnia, a wysoce porowatym biowęglem. W efekcie węglan wapnia wytrącił się, wzmacniając biowęgiel i pozwalając na wychwytywanie dwutlenku węgla z powietrza. To z kolei umożliwia coś niesamowitego: sekwestrację dwutlenku węgla przez cały okres użytkowania betonu. Ten jest różny w zależności od miejsca wykorzystania, ale wystarczy wspomnieć, że na przykład mosty są zazwyczaj eksploatowane przez nawet 75 lat.