Исследователи из Северо-Западного университета в США создали новый экологичный строительный материал, используя морскую воду, электричество и углекислый газ (CO₂). Этот материал может использоваться для производства бетона, цемента, штукатурки и краски, одновременно способствуя сокращению выбросов парниковых газов. Работа опубликована в журнале Advanced Sustainable Systems (AdSys).
Процесс производства материала включает пропускание электрического тока через морскую воду с одновременной подачей углекислого газа. В результате химической реакции образуются бикарбонат-ионы, которые взаимодействуют с растворенными в морской воде ионами кальция и магния. Это приводит к образованию твердых минералов, таких как карбонат кальция и гидроксид магния.
Карбонат кальция напрямую связывает CO₂, а гидроксид магния захватывает углекислый газ при последующих реакциях. Этот процесс напоминает способ, с помощью которого кораллы и моллюски формируют свои раковины, только вместо метаболической энергии организмов используется электричество.
Ученые обнаружили, что, регулируя напряжение, силу тока, скорость подачи CO₂ и циркуляцию морской воды, можно управлять химическим составом, плотностью и пористостью получаемого материала. Это открывает возможности для создания материалов с разными характеристиками в зависимости от целей применения.
«Мы можем полностью контролировать свойства этих материалов — от химического состава до размеров и плотности», — отметил ведущий автор исследования Алессандро Ротта Лория.
Новый материал можно использовать в бетоне вместо песка и гравия, которые составляют 60–70% от объема строительного материала. Если цементные и бетонные заводы будут расположены на побережье, это позволит прямо на месте использовать морскую воду и углекислый газ для создания экологически чистых строительных материалов.
По данным Всемирного экономического форума, цементная промышленность является четвертым крупнейшим источником выбросов CO₂ в мире, на ее долю приходится около 8% глобальных выбросов. Новый метод позволит сократить этот объем, возвращая углекислый газ обратно в строительные материалы.
«Мы можем создать замкнутый цикл, в котором CO₂ захватывается прямо на месте производства и превращается в материалы для строительства», — подчеркнул Ротта Лория.
Ранее ученые обнаружили тысячи ферментов для разрушения пластика на свалках по всему миру
