Το ορυκτό ολβίνη ικανό να συμβάλει στην παραγωγή τσιμέντου αρνητικού σε άνθρακα

Ένα άφθονο ορυκτό που ονομάζεται ολιβίνη μπορεί να βοηθήσει στην παραγωγή τσιμέντου αρνητικού σε άνθρακα. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του αποτυπώματος άνθρακα του τσιμέντου - το υλικό συμβάλλει περίπου στο 8% των παγκόσμιων εκπομπών CO2 σύμφωνα με το newscientist.

Η ολιβίνη είναι ένα από τα κύρια συστατικά του μανδύα της Γης και τα αποθέματα βρίσκονται σε κάθε ήπειρο. «Είναι ένα από τα λίγα ορυκτά που είναι διαθέσιμα σε κλίμακα γιγατόνων», λέει ο Sam Draper της Seratech, εταιρείας με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο που έχει κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια διαδικασία μετατροπής της ολιβίνης σε τσιμέντο.

Δεκάδες νεοφυείς επιχειρήσεις όπως η Seratech αναπτύσσουν μεθόδους χαμηλών εκπομπών άνθρακα για την παραγωγή τσιμέντου, όπως η συμπλήρωση με υποπροϊόντα χάλυβα ή η ανακύκλωση του CO2 που απελευθερώνεται στην παραγωγή τσιμέντου. Οι περισσότερες εκπομπές συμβαίνουν κατά τη θέρμανση του ασβεστόλιθου για την παραγωγή κλίνκερ, ενός συνδετικού υλικού στο τσιμέντο, μαζί με την καύση ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή θερμότητας.

Ο Draper και οι συνάδελφοί του έψαξαν στην άφθονη ολιβίνη για να βρουν έναν αντικαταστάτη για κάποιο από το συνηθισμένο κλίνκερ. Η Ολιβίνη περιέχει πυρίτιο, το οποίο κάνει το τσιμέντο πιο ισχυρό και πιο ανθεκτικό. Το θειικό μαγνήσιο μπορεί επίσης να εξαχθεί από αυτό και αυτό το άλας αντιδρά με το CO2 για να σχηματίσει ορυκτά που δεσμεύουν το αέριο.

Τι έδειξαν οι έρευνες

Οι ερευνητές εξήγαγαν αυτές τις ενώσεις διαλύοντας κονιοποιημένη ολιβίνη σε θειικό οξύ. Αφού διαχώρισαν το πυρίτιο και το θειικό μαγνήσιο, διοχέτευσαν CO2 μέσω του πολτού μαγνησίου για να σχηματίσουν ένα ορυκτό που ονομάζεται nesquehonite. Για να κλιμακώσει τη διαδικασία, ο Draper λέει ότι ένα εργοστάσιο τσιμέντου θα χρησιμοποιούσε CO2 που συλλαμβάνεται από μια πηγή εκπομπών ή από τον αέρα, καθιστώντας ολόκληρη τη διαδικασία αρνητική στον άνθρακα. Το υπόλοιπο nesquehonite θα μπορούσε να ανακυκλωθεί σε νέα δομικά υλικά όπως τούβλα.

Η αντικατάσταση του 35% του κανονικού τσιμέντου σε ένα μίγμα σκυροδέματος με πυρίτιο από αυτή τη διαδικασία θα παρήγαγε ένα τσιμέντο ουδέτερο σε άνθρακα, υπολόγισαν οι ερευνητές, ενώ η υποβάθμιση του 40% ή περισσότερο θα το έκανε αρνητικό σε άνθρακα. Ο Draper λέει ότι τα τρέχοντα οικοδομικά πρότυπα επιτρέπουν σε αυτό το είδος υλικού να αντικαταστήσει έως και το 55% του τσιμέντου, αν και λέει ότι δεν το έχουν κάνει ακόμη αρκετά για στιβαρές δοκιμές.

Η διαδικασία χρησιμοποιεί γνωστές αντιδράσεις, λέει ο Rafael Santos στο Πανεπιστήμιο του Guelph στον Καναδά, αλλά προσφέρει έναν νέο και «λογικό» τρόπο να τις συνδυάσεις. Ωστόσο, ορισμένες από τις χημικές ουσίες που εμπλέκονται μπορεί να αποδειχθούν δύσκολο να ανακυκλωθούν, τονίζει.