Бетон — один из наиболее часто используемых материалов в мире, и, к сожалению, его производство является основным источником двуокиси углерода в атмосфере. Инженеры из Университета Пердью разработали новый рецепт цемента, который может поглощать CO2 в два раза быстрее, чем обычно.
Ученые доработали формулу бетона так, чтобы он намного эффективнее поглощал СО2
На производство бетона приходится более 8% мировых выбросов углекислого газа. С каждым годом спрос на него растет, а потому исследователи изучают способы сделать бетон более экологически чистым. Некоторые шаги включают изменение рецепта для уменьшения или замены связующего вещества, которое вызывает химическую реакцию с выделением CO2. Некоторые альтернативы даже включают улавливание СО2 из других источников и его использование в смеси.
Но есть и другое направление исследования, которое дает самому материалу более активную роль. После укладки бетон естественным образом поглощает CO2 из атмосферы в течение своего срока службы. Этого недостаточно для полного противодействия выбросам, выделяемым во время его производства, но это, по крайней мере, помогает уменьшить экологический след. Некоторые исследования нашли способы увеличить это поглощение, чтобы сделать бетон еще более экологичным –, а команда ученых из Университета Пердью претворила идею в жизнь.
«Мы не можем ждать десятилетия, пока бетон поглотит углекислый газ, образующийся в процессе его производства», — говорит Мириан Велай-Лизанкос, ведущий автор исследования. «Моя команда заставляет сам бетон поглощать углекислый газ быстрее и в больших объемах. Мы не пытаемся изменить способ использования бетона; он просто будет делать полезную работу за нас».
Секретный ингредиент — диоксид титана. Смешивая небольшие порции этого материала с цементным тестом, команда обнаружила, что он уменьшил размер молекул гидроксида кальция, что сделало бетон более эффективным при поглощении диоксида углерода.
Ученые проверили абсорбцию бетона, поместив образцы в камеру, заполненную высокой концентрацией CO2, на 24 часа, затем проанализировала изменения их массы с течением времени и выполнили трехмерное рентгеновское сканирование структуры пор. Они обнаружили, что диоксид титана может почти вдвое повышать скорость поглощения CO2 бетоном.
Тем не менее, дело было не только в добавлении большего количества диоксида титана и еще большем усилении эффекта. Команда выяснила, что он работал до определенного процента, прежде чем эффективность начинала падать. Этот процент зависит от соотношения воды и порошка, а также и возраста цемента. Исследователи планируют продолжить изучение нового рецепта цемента в надежде сделать его более устойчивым и долговечным.
