بتن زیستی جاذب کربن ساخته شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، بر کسی پوشیده نیست که تولید بتن فرایند کربن زایی است به‌طوری‌که یک کیلوگرم بتن یک کیلوگرم دی اکسید کربن در هوا آزاد می‌کند. این نه تنها از واکنش‌های شیمیایی فرایند ساخت؛ بلکه از سوخت‌های فسیلی نیز ناشی می‌شود که برای گرم کردن کوره‌های غول پیکر به دمای ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد مورد نیاز برای پخت سنگ آهک که مولفه سازنده سیمان است استفاده می‌شود. تولید بتن در حال حاضر عامل تقریبا هشت درصد از کل انتشار کربن در جهان است.

از آنجایی که بتن مصالح ساختمانی بسیار مؤثریست کنار گذاشتن آن دشوار است. در واقع بتن دومین ماده پر مصرف در جهان است که فقط با آب از بین می‌رود.

در نتیجه، راه‌های مبتکرانه و یا تقلیدی برای ساخت سبزتر و کم کربن بتن ارائه شده است از جمله جایگزینی کوره‌های سنگ آهک را با روش الکترولیز کربن صفر، استفاده از جوش شیرین برای کاهش انتشار کربن و افزودن بیوچار به سیمان برای ایجاد بتن که ۲۳ درصد از وزن خود را دی اکسید کربن از محیط اطراف جذب می‌کند.

ازمایشگاه سه میلیارد ساله 

اکنون، محققان در آلمان یک جایگزین بتن ساخته اند که نه تنها کربن خنثی، بلکه کربن منفی است. برای ساخت آن، آنها از روشی الهام گرفتند که در آن ساختار‌هایی به نام استروماتولیت‌ها در سنگ آهک برای بیش از سه میلیارد سال ساخته شده است و سپس این فرآیند را در آزمایشگاه بازسازی کردند.

برای شروع، آنها کشت‌های باکتریایی را از سیانوباکتری‌ها که معمولا به عنوان جلبک سبز آبی شناخته می‌شوند، با ارائه منبع نور ایده آل و مواد مغذی برای بهینه سازی رشد و توانایی آنها برای فتوسنتز ایجاد کردند.

سپس، برای اینکه باکتری‌ها تحت کانی سازی قرار گیرند و ساختار‌هایی شبیه استروماتولیت ایجاد کنند، کلرید کلسیم و سایر منابع کلسیم را اضافه کردند. سپس هیدروژل‌ها و سایر پرکننده‌ها مانند ماسه را به این مخلوط افزودند، تقریبا به همان روشی که سنگدانه‌ها برای ایجاد بتن به سیمان اضافه می‌شوند. در نهایت، دی اکسید کربن به داخل دوغاب پمپ شد تا فرآیند رشد را که همه توسط نور هدایت می‌شود، پشتیبانی کند.

«ماتیاس آهلم» «Matthias Ahlhelm» مدیر پروژه از موسسه «فرانهوفر» «Fraunhofer» برای فناوری‌ها و سیستم‌های سرامیکی IKTS گفت: ساختار جامد در حال توسعه در طول فرآیند، هنوز متخلخل است، بنابراین نور می‌تواند وارد آن شده و تثبیت دی اکسید کربن را از طریق کانی سازی سنگ آهک هدایت کند.

وی افزود: می‌توانیم این فرایند را با حذف نور و رطوبت یا تغییر دما متوقف کنیم. پس از انجام این کار، باکتری‌های باقی مانده می‌میرند و مواد حاصل کاملا عاری از مواد سمی است. این بتن جدید قادر است گاز گلخانه‌ای مخرب را در ساختار خود جذب کند.

این ماده را می‌توان در قالب‌ها یا ساختار‌های مشبک ریخت تا آجر یا تعداد تقریبا نامحدودی از اشکال دیگر ایجاد کند، می‌توان آن را به شکل روکش، یا در ساخت افزودنی‌هایی مانند ساخت وساز‌های چاپ سه بعدی استفاده کرد، یا می‌توان آن را بر روی سطوح مورد نظر به صورت اسپری اعمال کرد.

این پژوهشگران اکنون به دنبال افزایش تولید مواد و سبزتر کردن آن هستند. به عنوان مثال، محققان می‌گویند می‌توانند دی اکسید کربن خود را از آلاینده‌های صنعتی و کلسیم را از زباله‌های تولید شده توسط بازالت و سایر معادن تامین کنند.