Problem węgla w betonie został już bardzo dobrze nagłośniony. Według Scientific American, produkcja jednego kilograma betonu uwalnia do atmosfery jeden kilogram dwutlenku węgla. Wynika to nie tylko z reakcji chemicznych wykorzystywanych do jego wytworzenia, ale także z paliw kopalnych spalanych w celu doprowadzenia gigantycznych pieców do temperatury 1450 °C potrzebnej do wypalenia wapienia, będącego prekursorem do produkcji cementu, który stanowi podstawę betonu. Produkcja betonu odpowiada obecnie za około 8% całkowitej światowej emisji dwutlenku węgla.

To powiedziawszy, ponieważ jest to tak skuteczny materiał budowlany, trudno od niego uciec. W rzeczywistości, według raportu Arizona State University, beton jest drugim najczęściej używanym materiałem na świecie, pokonanym jedynie przez wodę.

W rezultacie zaobserwowanych zostało kilka pomysłowych sposobów na tworzenie go - lub substancji, które go naśladują - w znacznie bardziej ekologiczny sposób. Mowa o metodzie, która zastępuje piece wapienne metodą elektrolizy o zerowej emisji dwutlenku węgla; wykorzystaniu sody oczyszczonej w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla; oraz dodaniu biowęgla do cementu w celu stworzenia betonu, który pochłania 23% własnej masy dwutlenku węgla z otaczającego środowiska.

Laboratorium sprzed trzech miliardów lat

Teraz naukowcy z Niemiec stworzyli betonową alternatywę, która jest nie tylko neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla, ale także ujemna pod względem emisji dwutlenku węgla. Aby go stworzyć, przyjrzeli się sposobowi, w jaki struktury znane jako stromatolity powstawały w wapieniu przez ponad trzy miliardy lat, a następnie odtworzyli ten proces w laboratorium.

Na początek stworzyli kultury bakterii z cyjanobakterii - powszechnie znanych jako niebiesko-zielone algi - zapewniając im idealne źródło światła i składników odżywczych, aby zoptymalizować ich wzrost i zdolność do fotosyntezy. Następnie, aby skłonić bakterie do mineralizacji i stworzenia struktur podobnych do stromatolitów, dodali chlorek wapnia i inne źródła wapnia. Do tej mieszanki dodano następnie hydrożele i inne wypełniacze, takie jak piasek, w podobny sposób, w jaki kruszywa są dodawane do cementu w celu stworzenia betonu. Na koniec do zawiesiny wpompowano dwutlenek węgla, aby wspomóc proces wzrostu, który jest napędzany światłem.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Rynek

Co się dzieje z polskim rynkiem biometanu?

Co jakiś czas w mediach powraca temat biometanu. Ostatnio przy okazji polskiego KPEiK, w którego wersji podstawowej zabrakło mocnej, biometanowej strategii.

Inne

Nowe materiały pomogą w rozwoju budownictwa?

Nie występują w naturze – są projektowane i tworzone przez człowieka, ale mają niezwykłe właściwości mechaniczne. Mowa o metamateriałach tensegrity.

– Rozwijająca się stała struktura jest nadal porowata podczas procesu, więc światło dostaje się do środka i napędza wiązanie dwutlenku węgla poprzez mineralizację wapienia – powiedział kierownik projektu Matthias Ahlhelm z Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS. – Możemy zatrzymać ten proces, usuwając światło i wilgoć lub zmieniając temperaturę.

Materiał może być wylewany do form lub struktur kratowych w celu tworzenia cegieł lub niemal nieograniczonej liczby innych kształtów, może być wytłaczany lub wykorzystywany w produkcji addytywnej, takiej jak konstrukcje drukowane w 3D, lub może być nakładany przez natryskiwanie.

Obecnie zespół pracuje nad zwiększeniem skali produkcji materiału i uczynieniem go jeszcze bardziej ekologicznym. Naukowcy twierdzą na przykład, że mogliby pozyskiwać dwutlenek węgla z zanieczyszczeń przemysłowych i pozyskiwać wapń z odpadów wytwarzanych przez bazalt i inne kopalnie.

Źródło: Fraunhofer-Gesellschaft