Υποκατάστατο άμμου τσιμέντου από θαλασσινό νερό, ρεύμα και CO2
Η καινοτόμος διαδικασία μετατρέπει το CO2 σε στερεά, ανθεκτικά, παγίδευση άνθρακα υλικά. Αυτή η παράξενη λευκή πάστα μπορεί να μην μοιάζει πολύ, αλλά θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της έλλειψης άμμου και την διαδικασία κατασκευής τσιμέντου να δεσμεύει διοξείδιο του άνθρακα αντί να το εκπέμπει. Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Northwestern ανέπτυξαν αυτό το υλικό από το θαλασσινό νερό, την ηλεκτρική ενέργεια και το CO 22. Το σκυρόδεμα είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο τεχνητό υλικό στον πλανήτη – το οποίο όμως ακολουθεί μια από τις πιο ρυπογόνες διαδικασίες. Ακόμη χειρότερα, σε παγκόσμια κλίμακα απαιτεί τεράστιες ποσότητες άμμου, η οποία γίνεται πιο δύσκολη (οικονομικά και περιβαλλοντικά) για να εξορύξει από ακτές, πυθμένες και κοίτες ποταμών.
Τώρα, η νέα στρατηγική της Northwestern αντιμετωπίζει αυτή την πρόκληση κλειδώνοντας μόνιμα το CO2 και μετατρέποντάς το σε πολύτιμα υλικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή σκυροδέματος, τσιμέντου, γύψου και βαφής. Η διαδικασία για την παραγωγή των υλικών χωρίς άνθρακα απελευθερώνει επίσης αέριο υδρογόνο - ένα καθαρό καύσιμο με διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς. Η όλη διαδικασία είναι παρόμοια με το πώς τα κοράλλια και τα μαλάκια χτίζουν το κέλυφος τους, σύμφωνα με την ομάδα.
Για να παράγουν το υλικό αρνητικό στον άνθρακα, οι ερευνητές ξεκίνησαν εισάγοντας ηλεκτρόδια στο θαλασσινό νερό και εφαρμόζοντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Τα χαμηλά ηλεκτρικά ρεύματα διασπά τα μόρια νερού σε ιόντα υδρογόνου και υδροξείδιο. Ενώ άφησαν το ηλεκτρικό ρεύμα ανοιχτό, οι ερευνητές έριξαν αέριο CO2 μέσω του θαλασσινού νερού. Αυτή η διαδικασία άλλαξε τη χημική σύνθεση του νερού, αυξάνοντας τη συγκέντρωση των διττανθρακικών ιονίδων.
Τώρα, η νέα στρατηγική της Northwestern αντιμετωπίζει αυτή την πρόκληση κλειδώνοντας μόνιμα το CO2 και μετατρέποντάς το σε πολύτιμα υλικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή σκυροδέματος, τσιμέντου, γύψου και βαφής. Η διαδικασία για την παραγωγή των υλικών χωρίς άνθρακα απελευθερώνει επίσης αέριο υδρογόνο - ένα καθαρό καύσιμο με διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς. Η όλη διαδικασία είναι παρόμοια με το πώς τα κοράλλια και τα μαλάκια χτίζουν το κέλυφος τους, σύμφωνα με την ομάδα.
Για να παράγουν το υλικό αρνητικό στον άνθρακα, οι ερευνητές ξεκίνησαν εισάγοντας ηλεκτρόδια στο θαλασσινό νερό και εφαρμόζοντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Τα χαμηλά ηλεκτρικά ρεύματα διασπά τα μόρια νερού σε ιόντα υδρογόνου και υδροξείδιο. Ενώ άφησαν το ηλεκτρικό ρεύμα ανοιχτό, οι ερευνητές έριξαν αέριο CO2 μέσω του θαλασσινού νερού. Αυτή η διαδικασία άλλαξε τη χημική σύνθεση του νερού, αυξάνοντας τη συγκέντρωση των διττανθρακικών ιονίδων.
Τέλος, τα ιόντα υδροξείδιο και τα διττανθρακικά ιόντα αντέδρασαν με άλλα διαλυμένα ιόντα, όπως το ασβέστιο και το μαγνήσιο, που εμφανίζονται φυσικά στο θαλασσινό νερό. Η αντίδραση παρήγαγε στερεά μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του ανθρακικού ασβεστίου και του υδροξείδιο του μαγνησίου. Το ανθρακικό ασβέστιο λειτουργεί άμεσα ως νεροχύτη άνθρακα, ενώ το υδροξείδιο του μαγνησίου απομονώνει τον άνθρακα μέσω περαιτέρω αλληλεπίδρασης με το CO2.
