Исследователи превращают углекислый газ в бетон

Представьте себе мир, в котором практически нет бетона. Будет ли такое в принципе возможно? Бетон везде – на наших дорогах и дорожках, в наших домах, мостах и зданиях. За последние 200 лет он во всех смыслах стал фундаментом для большей части нашей планеты. Но производство цемента, который при смешивании с водой образует связующее вещество в бетоне, также является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов. В целом, из бетона выходит около 5 процентов парниковых газов нашей планеты.

Еще больший источник выбросов двуокиси углерода представляет собой дым, испускаемый из дымовых труб на электростанциях по всему миру. Промышленные выбросы углерода являются крупнейшим источником парниковых газов в мире.

Команда междисциплинарных исследователей из Лос-Анджелеса работает над уникальным решением, которое может помочь устранить эти источники парниковых газов. В их планах – создание замкнутого процесса, включающего захват углерода на трубах электростанций и его использование при создании нового строительного материала – углекислобетона CO₂NCRETE (англ. «concrete» – бетон) – с использованием технологий 3D-печати.

«Эта технология берет то, на что мы смотрели как на неприятность – углекислый газ, и превращает его в нечто ценное,» – рассказывает Дж. Р. ДеШазо, профессор государственной политики в ULCA Luskin School of Public Affairs и директор Центра инноваций школы.

«Я решил принять участие в этом проекте, потому что он может изменить правила игры для климатической политики,» – поясняет ДеШазо. – «Эта технология направлена на решение проблемы изменения глобального климата, которая является одной из самых больших проблем, с которыми общество сталкивается сейчас и будет сталкиваться в течение следующего столетия».

Это не первая попытка захвата выбросов углекислого газа из электростанций. Похожие попытки предпринимались и раньше, но всегда возникала проблема – что делать с диоксидом углерода после его захвата.

«Подход, который мы пытаемся предложить, заключается в рассмотрении углекислого газа как ресурса – ресурса, который вы можете использовать повторно,» – поясняет глава исследовательской группы профессор Гурав Сант. – «В то время как производство цемента приводит к росту выбросов углекислого газа, так же, как производство угля или добыча природного газа, повторное использование CO₂ для изготовления строительного материала, который стал бы новым видом цемента – еще нереализованная возможность».

До сих пор новый строительный материал удалось получить только в лабораторных условиях, сформировав его в небольшие «шишки» с использованием 3D-печати.

«У нас есть принципиальное доказательство, что мы можем это сделать,» – рассказывает ДеШазо. – «Но мы должны увеличить объем получаемого материала, а затем подумать о коммерциализации. Демонстрация технологии в лабораторных условиях – одна задача, демонстрация в полевых условиях – другая».

«Мы можем продемонстрировать процесс комбинирования извести и с диоксидом углерода для получения материала наподобие цемента», – поясняет Сант. – «Главный вызов, который мы видим, заключается в том, что мы не просто пытаемся разработать строительный материал. Мы пытаемся разработать технологическое решение, интегрированную технологию, которая идет прямо от CO₂ до готового продукта».

«3D- печать уже используется некоторое время в биомедицине,» – рассказывает Сант, – «но когда вы используете ее в медицине, вы заинтересованы в пространственном разрешении и в точности. В строительстве все эти вещи очень важны, но не в таких масштабах. Существует проблема размера, потому что вместо того, чтобы печатать что-то длиной 5 сантиметров, мы хотим иметь возможность напечатать балку 5 метров в длину. Масштабируемость размера является очень важной частью нашей работы».

Еще одна проблема – убедить заинтересованные компании, что предлагаемая революционная технология выгодна не только для планеты, но и для них.

«Эта технология может изменить отрасли, связанные с электростанциями, и превратить дым из труб в ресурс, который можно использовать, чтобы создавать города, расширять дорожную систему,» – завершает ДеШазо. «Как один из ведущих университетов в мире, мы видим себя стремящимися развивать технологии, которые с одной стороны могли бы считаться фантастическими, но очень быстро становятся реальностью», – добавляет Сант.