U svetlu sve izraženijih klimatskih izazova, naučnici sa Univerziteta Nortvestern razvili su inovativni materijal koji bi mogao da unese radikalne promene u način na koji proizvodimo beton i cement. Koristeći morsku vodu, struju i ugljen-dioksid, ovaj novi pristup ne samo da smanjuje emisije štetnih gasova, već i aktivno uklanja CO2 iz atmosfere.
Materijal koji "hvata" ugljen-dioksid (Foto: Northwestern University)
Zahvaljujući saradnji istraživačkog tima sa globalnom građevinskom kompanijom Cemex, razvijen je proces kojim se pomoću električne energije i CO2 u morskoj vodi formira materijal sličan pesku, koji se može koristiti u betonu, cementu, malterima, pa čak i bojama.
Kako je objasnio dr Alessandro Rotta Loria, profesor građevinskog i ekološkog inženjerstva i rukovodilac studije, reč je o zameni za konvencionalni pesak koji se inače vadi iz reka, planinskih tokova i morskog dna. Ovaj metod, međutim, nudi mogućnost "gajenja" materijala u kontrolisanim uslovima laboratorije, čime se izbegava narušavanje prirodnih staništa.
Oglas
Prema njegovim rečima, struja i CO2 se koriste kako bi se u morskoj vodi stvorio materijal koji po svojoj strukturi i svojstvima podseća na pesak, ali istovremeno funkcioniše kao hvatač ugljen-dioksida.
Proces inspirisan prirodom
Tehnologija se oslanja na elektrolizu – korišćenjem elektroda uronjenih u morsku vodu i primenom električne struje, dolazi do razlaganja molekula vode i stvaranja hidroksidnih jona. Istovremeno, kroz vodu se propušta CO2, čime se formiraju bikarbonatni joni.
Ti joni zatim reaguju sa prirodno prisutnim kalcijumom i magnezijumom u morskoj vodi, formirajući čvrste minerale – pre svega kalcijum karbonat i magnezijum hidroksid. Kalcijum karbonat, poznat i kao glavni sastojak školjki, deluje kao trajno skladište CO2, dok magnezijum hidroksid dodatno apsorbuje gas kroz sekundarne reakcije.
Istraživači su uporedili ovaj proces sa načinom na koji korali i školjke grade svoje skelete, ali su umesto biološke energije koristili električnu, kako bi podstakli mineralizaciju.
Novi materijal mogao bi da smanji upotreu peska (Foto: Northwestern University)
Materijal koji se oblikuje po meri gradilišta
Jedna od ključnih prednosti ove tehnologije ogleda se u mogućnosti kontrole nad osobinama dobijenog materijala. Tokom eksperimentalnih testova, tim naučnika otkrio je da promenom različitih parametara poput jačine i trajanja električne struje, količine i vremena ubrizgavanja CO2, kao i brzine recirkulacije morske vode, mogu da oblikuju materijal sa različitim fizičkim i hemijskim karakteristikama.
Zavisno od podešavanja procesa, krajnji proizvod može biti porozan i rastresit ili pak čvršći i gušći, što ga čini pogodnim za različite građevinske potrebe. Na taj način moguće je proizvesti materijale koji se koriste kao zamena za pesak u betonu, ali i kao sirovina za proizvodnju cementa, maltera i završnih premaza poput boja i glet masa.
Kako navodi Loria, mogućnost podešavanja veličine, oblika, poroznosti i hemijskog sastava otvara vrata raznovrsnim primenama, čime se ovaj materijal ne ograničava samo na jednu vrstu upotrebe u građevinarstvu.
Industrijska primena bez narušavanja ekosistema
Zabrinutost u vezi sa potencijalnim uticajem ove tehnologije na morski ekosistem rešena je predlogom da se ceo proces odvija u zatvorenim, modularnim reaktorima na kopnu, a ne direktno u okeanu. Na taj način bi se obezbedila potpuna kontrola nad hemijskim sastavom vode koja se koristi, dok bi prerađena voda bila vraćena u prirodno okruženje tek nakon pažljive obrade i ekološke provere.
Loria ističe da bi pogoni za proizvodnju ovog materijala mogli da se grade u blizini obala, naročito u sklopu postojećih cementara i betonskih postrojenja, čime bi se omogućila direktna povezanost sa morem i izvorima CO2, što bi dodatno smanjilo logističke troškove i emisije gasova.
