Во светлината на сè поизразените климатски предизвици, научниците од Универзитетот Нортвестерн во САД развија иновативен материјал кој може да донесе радикални промени во начинот на кој произведуваме бетон и цемент. Користејќи морска вода, електрична енергија и јаглерод диоксид, овој нов пристап не само што ги намалува емисиите на стакленички гасови, туку и активно го отстранува CO2 од атмосферата.
Благодарение на соработката на истражувачкиот тим со глобалната градежна компанија Cemex, развиен е процес кој користи електрична енергија и CO2 во морската вода за да формира материјал сличен на песок кој може да се користи во бетон, цемент, малтери, па дури и бои.
Како што објасни д-р Алесандро Рота Лориа, професор по градежништво и инженерство за животна средина и раководител на студијата, тој е замена за конвенционалниот песок што вообичаено се вади од реките, планинските потоци и морското дно. Овој метод, сепак, нуди можност за „одгледување“ на материјалот во контролирани лабораториски услови, со што се избегнува нарушување на природните живеалишта.
Според него, електричната енергија и CO2 се користат за да се создаде материјал во морската вода што по својата структура и својства наликува на песок, но истовремено функционира како замка за јаглерод диоксид.
Процес инспириран од природата
Технологијата се потпира на електролиза – со помош на електроди потопени во морска вода и примена на електрична струја, молекулите на водата се распаѓаат и се создаваат јони на хидроксид. Во исто време, CO2 се пренесува низ водата, формирајќи бикарбонатни јони.
Овие јони потоа реагираат со природниот калциум и магнезиум во морската вода, формирајќи цврсти минерали – првенствено калциум карбонат и магнезиум хидроксид. Калциум карбонатот, познат и како главна состојка на лушпите, делува како постојан склад на CO2, додека магнезиум хидроксид дополнително го апсорбира гасот преку секундарни реакции.
Истражувачите го споредиле овој процес со начинот на кој коралите и школките ги градат своите скелети, но наместо биолошка енергија, тие користеле електрична енергија за да ја поттикнат минерализацијата.
Материјал кој е обликуван според големината на градилиштето
Една од клучните предности на оваа технологија е способноста да се контролираат својствата на добиениот материјал. За време на експерименталните тестови, тимот на научници открил дека со промена на различни параметри како што се јачината и времетраењето на електричната струја, количината и времето на вбризгување на CO2 и брзината на рециркулација на морската вода, тие можат да обликуваат материјал со различни физички и хемиски карактеристики.
Во зависност од поставките на процесот, финалниот производ може да биде порозен и лабав или поцврст и погуст, што го прави погоден за различни градежни потреби. На овој начин се овозможува производство на материјали кои се користат како замена за песок во бетон, но и како суровини за производство на цемент, малтер и завршни премази како што се бои и филери.
Според Лорија, можноста за прилагодување на големината, обликот, порозноста и хемискиот состав ја отвора вратата за различни апликации, што не го ограничува овој материјал само на еден вид употреба во градежништвото.
Индустриска примена без нарушување на екосистемот Загриженоста за потенцијалното влијание на оваа технологија врз морскиот екосистем беше решена со предлагање целиот процес да се одвива во затворени, модуларни реактори на копно, наместо директно во океанот. Со тоа би се обезбедила целосна контрола врз хемискиот состав на употребената вода, додека преработената вода би се враќала во природната средина само по внимателен третман и еколошки преглед.
Лориа посочува дека погони за производство на овој материјал би можеле да се градат во близина на бреговите, особено во рамките на постојните цементарници и фабрики за бетон, што би овозможило директно поврзување со морето и изворите на CO2, што дополнително би ги намалило логистичките трошоци и емисијата на гасови.