Araştırmacılar Karbon Negatif Beton Geliştiriyor
Washington Eyalet Üniversitesinde neredeyse normal beton kadar güçlü, karbon negatif, çevre dostu bir beton geliştirildi.
Araştırmacılar, normal çimentoya beton atık suyu ile güçlendirilmiş, organik atıklardan yapılan bir tür kömür olan çevre dostu biyokömür aşıladılar. Biyokömür, havadaki karbondioksiti ağırlığının %23’üne kadar emerken, normal çimentoyla karşılaştırılabilir bir dayanıma ulaşmayı başardı.
Araştırma, tüm imalat endüstrileri arasında enerji ve karbon açısından yoğun olan çimento endüstrisinin karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir. Doktora öğrencisi Zhipeng Li liderliğindeki çalışma Materials Letters dergisinde yayımlandı.
İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümünde profesör ve makalenin ilgili yazarı Xianming Shi, “Sıfır karbonlu çevre misyonuna katkıda bulunacağı için çok heyecanlıyız.” dedi.
Dünya çapında her yıl 4 milyar tondan fazla beton üretiliyor. Normal çimento yapmak, yüksek sıcaklık ve yakıtların yanmasını gerektirir. Üretiminde kullanılan kireç taşı da karbondioksit üreten ayrışma sürecinden geçiyor, bu nedenle çimento üretiminin dünya çapında insan faaliyetlerinden kaynaklanan toplam karbon emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumlu olduğu düşünülüyor.
Araştırmacılar, daha çevre dostu hâle getirmek ve karbon ayak izini azaltmak için çimento yerine biyokömür eklemeyi denediler, ancak biyokömürün %3’ünü bile eklemek betonun dayanımını önemli ölçüde azalttı. Beton yıkama atık suyunda biyokömürü işledikten sonra, araştırmacılar çimento karışımlarına %30’a kadar biyokömür ekleyebildiler.
Shi, “Atık akışlarını betonda faydalı kullanımlara yönlendirmek için yeni yollar bulmaya kararlıyız. Bu atık akışlarını belirleyerek, bir sonraki adım kimyanın sihirli değneklerini nasıl sallayabileceğimizi ve onları nasıl bir kaynağa dönüştürebileceğimizi görmek olacak.” dedi ve “İşin püf noktası gerçekten arayüz mühendisliğinde yani farklı disiplinleri betonda nasıl kullandığınızda.” diye ekledi.
Kostik beton yıkama suyu, beton üretiminden kaynaklanan sorunlu bir atık malzemedir. Shi, atık suyun çok alkali olduğunu ancak aynı zamanda değerli bir kalsiyum kaynağı olarak da kullanılabildiğini söyledi. Araştırmacılar kalsiyumu, biyokömüre ve nihayetinde biyokömürü içeren betona fayda sağlayan kalsit oluşumunu teşvik etmek için kullandılar.
Diğer araştırmacıların çoğu çimentonun yerini almak için yalnızca %3’e kadar biyokömür ekleyebildi, ancak biyokömürün yüzeyini nasıl tasarlayacağımızı anladığımız için çok daha yüksek dozlarda kullanıldığını gösteriyoruz.” dedi.
Çok miktarda kalsiyum içeren yüksek oranda alkali atık su ile oldukça gözenekli biyokömür arasındaki sinerji, kalsiyum karbonatın biyokömürün üzerine veya içine çökerek onu güçlendirdiği ve havadan karbondioksitin yakalanmasına izin verdiği anlamına geliyordu. Betonun ömrü boyunca, tipik olarak 30 yıl yol kaplamalarında veya 75 yıl bir köprüde karbon dioksiti tutmaya devam etmesi beklenir.
Bu teknolojiyi ticarileştirmek için, araştırmacılar Ticarileştirme Ofisi ile birlikte çalışıyorlar ve karbon negatif beton çalışmalarına geçici bir patent başvurusunda bulundular.
Yakın zamanda, daha fazla veri üretmek üzere Washington Araştırma Vakfından bir hibe aldılar. Ayrıca, saha denemeleri için üretimi büyütmek ve bu teknolojiyi lisanslamak için inşaat ve inşaat sektöründen aktif olarak endüstri ortakları arıyorlar.
Kaynak: https://news.wsu.edu/press-release/2023/04/18/researchers-develop-carbon-negative-concrete/
