近日,一项发表于英国《皇家学会开放科学》的研究指出,一种名为橄榄石的矿物有助于制造负碳水泥。水泥生产会排放大量二氧化碳,新工艺有望帮助解决水泥巨大的碳足迹问题。
橄榄石是地幔的主要组成部分之一,在每个大陆上均有分布。英国Seratech公司的SamDraper表示:“这是为数不多的千兆吨级矿物之一。”该公司已为一种将橄榄石转化为水泥的工艺申请了专利。
在水泥生产的全部过程中,大多数二氧化碳排放发生在加热石灰石以产生熟料——水泥中的一种黏合剂,以及燃烧化石燃料产生热量时。Seratech等数十家企业正在研发低碳水泥生产方法。
Draper和同事利用储量丰富的橄榄石来代替一些常见的熟料。橄榄石含有二氧化硅,能使水泥更坚固耐用。从橄榄石中还能提取硫酸镁,它与二氧化碳反应形成能螯合气体的矿物。
研究人员通过将粉末状橄榄石溶解在硫酸中,提取出这些化合物。在分离二氧化硅和硫酸镁后,他们让二氧化碳在镁浆中起泡,形成三水菱镁矿。为了扩大这一过程,水泥工厂会利用从排放源或空气中捕获的二氧化碳,使整一个完整的过程的碳为负。剩下的三水菱镁矿能回收制成新的建筑材料,比如砖。
研究人员估计,用这一过程中的二氧化硅代替普通水泥中35%的黏合剂,将产生碳中和水泥,而代替40%及以上的黏合剂将产生负碳水泥。Draper表示,目前的建筑标准允许这样一种材料取代高达55%的黏合剂。不过,研究人员尚未做出足够多的材料来测试。
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