07132355603
وبلاگ
ماسه جاذب دی اکسید کربن
بر طبق آخرین اخبار، محققان نوعی ماسه مصنوعی ساخته‌اند که در بتن به کار رفته و قادر به جذب دی‌اکسید کربن است. براساس این گزارش، تیمی از پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن، نوعی ماسه مصنوعی “کربن-منفی” توسعه داده‌اند که می‌تواند جایگزین ماسه معمولی در بتن شود و همزمان دی‌اکسید کربن ذخیره کند؛ به عبارتی این ماده در حقیقت ماسه جاذب دی اکسید کربن است.
این گروه تحقیقاتی، به سرپرستی آلساندرو روتا لوریا، مهندس عمران، روشی برای “پرورش” ماسه با تزریق دی‌اکسید کربن و الکتریسیته به آب دریا ابداع کردند. این ماده در همکاری با سیمکس (Cemex)، یکی از تولیدکنندگان پیشرو سیمان در جهان، جهت استفاده در سازه های فولادی و صنعتی ساخته شده است.
معمولاً برداشت ماسه از رودخانه‌ها به اکوسیستم‌ها آسیب می‌زند، زیرا باعث فرسایش بستر رودها و نابودی زیستگاه‌های آبزیان می‌شود. علاوه بر این، استخراج و حمل‌ونقل ماسه ردپای کربن قابل‌توجهی دارد و با انتشار بالای گازهای گلخانه‌ای در زنجیره تأمین ساخت‌وساز همراه است.
ماده‌ای شبیه به صدف دریایی
لوریا اعلام کرد که این ماسه جاذب دی اکسید کربن از نظر استحکام ساختاری با ماسه معمولی «قابل مقایسه» است و در صورت استفاده عملی، می‌تواند جایگزینی «کربن-منفی» ارائه دهد.
این فرآیند بر پایه پیشرفت‌های علمی دهه‌های گذشته ساخته شده که هرگز در مقیاس گسترده به کار گرفته نشدند.
در اواخر دهه ۱۹۸۰، پژوهشگران دریافتند که اگر جریان الکتریسیته به آب دریا اعمال شود، یون‌های طبیعی کلسیم و منیزیم می‌توانند به مواد معدنی جامد تبدیل شوند. این فرآیند به نام رسوب‌دهی الکتروشیمیایی مواد معدنی (mineral electrodeposition) شناخته می‌شود.
این ایده از نحوه تشکیل پوسته‌ها و اسکلت‌های موجودات دریایی الهام گرفته شده است، اما به جای استفاده از انرژی متابولیک جانوران، دانشمندان از الکتریسیته استفاده کردند.
با این حال، روتا لوریا می‌گوید این فناوری هرگز به مرحله عملیاتی نرسید. او به دیزاین گفت: “رسوب‌گذاری به‌سرعت اتفاق می‌افتد، اما سرعت رشد برای تأمین نیازهای ساخت‌وساز بسیار کم بود”.
در هر لحظه، بخشی از دی‌اکسید کربن موجود در جو در آب دریا حل شده و بخشی از مایع می‌شود.
این CO₂ در ترکیب با یون‌های موجود در آب دریا، دلیل اصلی تشکیل پوسته‌ی جانورانی مانند صدف‌های دوکفه‌ای یا صدف‌های خوراکی است. اما به گفته لوریا، برای تولید مقدار کافی ماسه جاذب دی اکسید کربن به‌عنوان جایگزین ماسه‌ی سنتی در سیمان، به حجم بسیار بیشتریCO₂ نیاز داریم.
تسریع فرآیند با تزریق CO₂
تیم روتا لوریا برای افزایش سرعت تولید این ماده، دی‌اکسید کربن را به آب دریا دارای بار الکتریکی تزریق کرد.
در آزمایشگاه، با استفاده از الکترودهای کوچک و یک سلول الکتروشیمیایی محدود، آن‌ها توانستند در مدت ۳۰ روز یک کره به قطر ۹ سانتیمتر تولید کنند. این مقدار معادل رشد ۰٫۳ سانتیمتر در روز است، اما لوریا پیش‌بینی می‌کند که با بهینه‌سازی سیستم، نرخ تولید به‌طور چشمگیری افزایش خواهد یافت.
رویکرد چرخشی در مدیریت CO2 با ماسه جاذب دی اکسید کربن
در طول این آزمایش، روتا لوریا از گازی با غلظت ۹۹.۹ درصد دی‌اکسید کربن استفاده کرد. او توضیح داد که این فرآیند با هر نوع دی‌اکسید کربن از منابع مختلف قابل اجراست، اما هرچه غلظت گاز بالاتر باشد، سرعت تولید نیز بیشتر خواهد بود.
به گفته وی، می‌توان دی‌اکسید کربن را مستقیماً از دودکش یک کارخانه سیمان جمع‌آوری کرد، به راکتورهای الکتروشیمیایی مجاور تزریق نمود و آن را به یک ماده ساختمانی پایدار تبدیل کرد.
روتا لوریا با اشتیاق بیان کرد: “آنچه این فناوری انجام می‌دهد، ایجاد یک چرخه کامل در مدیریت دی‌اکسید کربن است که ما را بسیار هیجان‌زده کرده است”.
محققان هنوز در حال بهینه‌سازی این فرآیند و کاهش هزینه‌های مرتبط با آن هستند، اما روتا لوریا پیش‌بینی می‌کند که ظرف یک سال به محصولی عملیاتی دست خواهند یافت.
سال‌هاست که متخصصان حوزه ساخت‌وساز به هزینه‌های بالای کربنی بتن اشاره می‌کنند.
تلاش‌هایی برای کاهش این تأثیرات زیست‌محیطی انجام شده، از جمله تعریف استانداردهای جدید برای بتن کم‌کربن که در کنفرانس تغییرات آب‌وهوایی COP29 مطرح شد.
در همین راستا، دانشگاه کلرادو نیز رویکردی علمی برای پایدارتر کردن بتن ارائه داده است: استفاده از جلبک در فرآیند تولید آن؛ که بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
اگر پیگیر اخبار و مطالب تخصصی مرتبط با حوزه عمران و شهرسازی هستید اینستاگرام شرکت انبوه سازی جهان پیکر صبا را دنبال کنید تا از تازه‌های عمران و ساختمان به محض انتشار مطلع شوید.
