تبدیل دی اکسید کربن به سیمان / نوآوری دانشگاه میشیگان برای ساخت‌وساز پایدار

براساس اخبار تجاری در مرحله بحرانی تغییرات آب و هوا ، کربن اکسید DDی به یکی از مهمترین چالش های جهانی تبدیل شده است. در این میان ، صنعت ساخت و ساز نیز یکی از بزرگترین تولید کنندگان است دی اکسید کربن اکنون محققان دانشگاه میشیگان یک فناوری نوآورانه را توسعه داده اند ، روشی که می تواند این تهدید زیست محیطی را برای یک فرصت سازنده تبدیل کند. شما با موفقیت انجام داده اید که کلم را در هوا ایجاد کرده اید که می تواند در تولید سیمان نسل بعدی استفاده شود.

آینده ای که باعث آلودگی امروز می شود

یکی از دکتر چارلز مک کوری از دانشگاه میشیگان ، تیم دانشمندان را مدیریت کرد و توانست روشی را تهیه کند که بتواند یک روش را توسعه دهد. اکسید DDی کربن را از جو جذب می کند و آنها را به اگزالات فلزی تبدیل می کند. این اتصالات تولید کنندگان ارزشمندی هستند که می توانند به عنوان پیشرو برای ایجاد یک سیمان تمیزتر و با ثبات تر استفاده شوند.

این نوآوری بخشی از یک پروژه مشترک با چرخه کربن یا مرکز تحقیقات 4C است که تحت وزارت ایالات متحده اداره می شود. این مرکز تحت هدایت استاد جنی یانگ در دانشگاه کالیفرنیا در ایروین بر تمرکز اصلی روی چرخش تمرکز دارد دی اکسید کلم جذب شده آن را در دسترس سوخت ها و مواد صنعتی قرار داده است.

تغییر روند سیمان ؛ از سنگ آهک تا کربن بازیافت شده

سیمان پورتلند ، رایج ترین نوع سیمان در جهان ، با استفاده از مواد معدنی سنگ آهک و کلسیم تولید می شود و تولید حدود ۲ ٪ از انتشار جهانی تولید می شود. دی اکسید کربن است. تیم تحقیقاتی 4C راه حلی را ارائه داده است که می تواند این معادله را تغییر دهد: تبدیل مستقیم دی اکسید کربن به ماده ای که می تواند در فرآیند سیمان بدون استخراج و پخت سنگ آهک مورد استفاده قرار گیرد.

این فرایند شامل استفاده از اگزالات فلزی به عنوان پیشوندهای سیمانی است. با این حال ، چالش اصلی در گذشته استفاده از بسیاری از فلز سرب به عنوان یک کاتالیزور در این واکنش ها بود. عنصری که تهدیدی برای محیط زیست و سلامتی به دلیل سمیت است.

پیشرفت تکنولوژیکی ؛ فلز سرب را به سطوح ایمن کاهش دهید

پیشرفت اصلی این پروژه توسعه پلیمرهای ویژه بود که محیط شیمیایی اطراف کاتالیزور را کنترل می کرد و ظرفیت پیشرو را که برای “میلیاردها” (PPB) استفاده می شد ، کاهش می داد. این معادل آلودگی طبیعی در بسیاری از مواد تجاری است و بی خطر تلقی می شود.

پروفسور آناستازیا الکساندروا از UCLA ، همکار این پروژه ، نشان می دهد که این کشف از “ناخالصی های ظاهراً ناچیز” ناشی می شود که نقش مهمی در تسهیل واکنش ها دارند. او معتقد است که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی دیگر چنین فرصتی برای کشف کاتالیزورهای پنهان وجود دارد.

فرآیند الکترولیت ، کربن به مؤلفه تبدیل شد

در مرکز فناوری یک سیستم الکترولیت دو برقی وجود دارد. در یک الکترود ، اکسید کربن DDی به اگزال ها تبدیل می شود. در الکترود دیگر ، یونهای فلزی آزاد و با اگزالات ترکیب می شوند و اگزالات فلزی جامد تشکیل می دهند.

این اتصالات ثابت را می توان در تولید سیمان و در عین حال استفاده کرد دی اکسید کربن پایدار و برگشت ناپذیر است. به گفته مک کوری ، این ترکیبات به شرایط غیر طبیعی اکسید کربن تبدیل نمی شوند و بنابراین برای ذخیره سازی کربن پایدار مناسب است.

فرصت های شغلی و مشکلات مقیاس پذیری

در طول بخش الکترولیت DDی در حال حاضر ، اکسید کربن در مقیاس صنعتی در حال توسعه است. چالش اصلی در حال حاضر مقیاس بندی مرحله تولید اگزالات فلزی جامد است.

مک کوری می گوید: “اگرچه ما هنوز راه طولانی از ما داریم ، اما فکر می کنم این روند توانایی تجاری سازی را دارد.” “کاهش نیاز به سرب یکی از مهمترین اقدامات برای اجرای این پروژه در مقیاس صنعتی بود.”

گامی جدید به سمت ساختمان سبز و کاهش کربن

به نقل از اینترنت اکسپلورر ، تبدیل مستقیم کربن DDی برای استفاده از مصالح ساختمانی کافی است که نه تنها نشانگر نوآوری در شیمی است ، بلکه می تواند به عنوان استراتژی پایدار و کارآمد برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی نیز استفاده شود. این روش Cementitus را قادر می سازد تا یک ردپای CO2 تقریباً صفر ایجاد کند.

با توجه به نقش عظیم صنعت سیمان در انتشار گازهای گلخانه ای ، چنین فناوری هایی می توانند مسیر ساخت شهر ، صنعت و زیرساخت ها را در سالهای آینده تغییر دهند. این نه تنها گامی به سمت معماری سبز است ، بلکه یک واکنش علمی به یکی از مهمترین چالش های قرن ما است: کنترل کربن فناوری.