Sản xuất bê tông và thép là nguồn phát thải CO2 chính, nhưng một giải pháp mới từ Cambridge có thể tái chế cả hai cùng một lúc. Việc đưa bê tông cũ vào lò luyện thép không chỉ làm sạch sắt mà còn tạo ra "xi măng hoạt tính" như một sản phẩm phụ. Nếu được thực hiện bằng năng lượng tái tạo, quá trình này có thể tạo ra xi măng hoàn toàn không carbon.
Sản xuất bê tông và thép là nguồn phát thải CO2 chính, nhưng một giải pháp mới từ Cambridge có thể tái chế cả hai cùng một lúc. Việc đưa bê tông cũ vào lò luyện thép không chỉ làm sạch sắt mà còn tạo ra "xi măng hoạt tính" như một sản phẩm phụ. Nếu được thực hiện bằng năng lượng tái tạo, quá trình này có thể tạo ra xi măng hoàn toàn không carbon.
Bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng nhiều nhất trên thế giới và sản xuất bê tông là một ngành kinh doanh đặc biệt ô nhiễm - riêng sản xuất bê tông đã chiếm khoảng 8% tổng lượng khí thải CO2 toàn cầu. Thật không may, không dễ để tái chế trở lại thành dạng có thể sử dụng để tạo ra các kết cấu bê tông mới.
Tất nhiên, các nhà khoa học đã nghiên cứu các cách để làm cho bê tông xanh hơn. Điều đó có thể bao gồm thay đổi công thức để thay thế các thành phần gây ô nhiễm nhất - cụ thể là đá vôi - hoặc thiết kế bê tông sao cho hấp thụ nhiều CO2 hơn từ không khí sau khi đổ. Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu Cambridge đã nghiên cứu cách bê tông thải có thể được chuyển đổi trở lại thành clinker, thành phần khô của xi măng, sẵn sàng để sử dụng lại.
Tiến sĩ Cyrille Dunant, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Tôi có một ý tưởng mơ hồ từ công trình trước rằng nếu có thể nghiền nát bê tông cũ, loại bỏ cát và đá, nung xi măng để loại bỏ nước và sau đó nó sẽ tạo thành clinker một lần nữa”. “Một bồn kim loại lỏng sẽ giúp phản ứng hóa học này diễn ra, và lò hồ quang điện, được sử dụng để tái chế thép, có vẻ là một khả năng mạnh mẽ. Chúng tôi phải thử”.
Lò hồ quang điện cần một vật liệu “thông lượng”, thường là vôi, để tinh chế thép. Chất đá nóng chảy này sẽ giữ lại các tạp chất, sau đó nổi bọt lên bề mặt và tạo thành một lớp bảo vệ ngăn không cho thép nguyên chất mới tiếp xúc với không khí. Khi kết thúc quá trình, thông lượng đã qua sử dụng sẽ bị loại bỏ như một vật liệu thải.
Vì vậy, đối với phương pháp Cambridge, thông lượng vôi đã được thay thế bằng hồ xi măng tái chế. Và chắc chắn, nó không chỉ có thể tinh chế thép tốt mà nếu xỉ còn sót lại được làm nguội nhanh trong không khí, nó sẽ trở thành xi măng Portland mới. Bê tông thu được có hiệu suất tương tự như bê tông ban đầu.
Điều quan trọng là nhóm nghiên cứu cho biết kỹ thuật này không làm tăng thêm chi phí lớn cho cả sản xuất bê tông hoặc thép, và giảm đáng kể lượng khí thải CO2 so với các phương pháp thông thường để sản xuất cả hai. Nếu lò hồ quang điện được cung cấp năng lượng từ các nguồn tái tạo, về cơ bản nó có thể tạo ra xi măng không phát thải.
Kỹ thuật này đã được thử nghiệm trong các lò nung sản xuất ra vài chục kg xi măng, và các nhà nghiên cứu cho biết các thử nghiệm quy mô công nghiệp đầu tiên đang được tiến hành trong tháng này, khi đó nó sẽ sản xuất ra khoảng 66 tấn xi măng trong hai giờ. Các nhà nghiên cứu cho biết quy trình này có thể mở rộng quy mô để sản xuất một tỷ tấn "xi măng điện" vào năm 2050.
"Sản xuất xi măng không phát thải là một phép màu tuyệt đối, nhưng chúng ta cũng phải giảm lượng xi măng và bê tông mà chúng ta sử dụng", Giáo sư Julian Allwood, người đứng đầu nghiên cứu cho biết. "Bê tông rẻ, bền và có thể sản xuất ở hầu hết mọi nơi, nhưng chúng ta chỉ sử dụng quá nhiều. Chúng ta có thể giảm đáng kể lượng bê tông sử dụng mà không làm giảm độ an toàn, nhưng cần phải có ý chí chính trị để thực hiện điều đó.
"Ngoài việc là bước đột phá cho ngành xây dựng, chúng tôi hy vọng rằng Cambridge Electric Cement cũng sẽ là lá cờ giúp chính phủ nhận ra rằng các cơ hội đổi mới trên hành trình hướng tới mục tiêu không phát thải của chúng ta còn vượt xa lĩnh vực năng lượng." Một bằng sáng chế đã được nộp cho quy trình này, như bước đầu tiên hướng tới thương mại hóa.
Nguồn: Newatlas
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
