La tecnica potrebbe trasformare la produzione di cemento da superemettitore di carbonio a sequestratore di carbonio
La produzione di cemento rappresenta un quarto delle emissioni di carbonio nel mondo. Ma una nuova tecnica che utilizza la scissione dell’acqua di mare potrebbe rendere la sua produzione a emissioni negative di carbonio.
Un nuovo processo di produzione del cemento potrebbe trasformare la produzione da fonte di carbonio a pozzo di carbonio, creando una versione a emissioni negative di questo materiale da costruzione, riportano i ricercatori il 18 marzo su Advanced Sustainable Systems. Questo processo potrebbe anche essere adattabile alla produzione di una varietà di prodotti che immagazzinano carbonio, come vernici, intonaci e calcestruzzo.
La produzione di cemento è un enorme contributore alle emissioni globali di anidride carbonica, responsabile di circa l’8% delle emissioni totali di CO2, rendendola il quarto maggiore emettitore al mondo. Gran parte di quel carbonio proviene dall’estrazione delle materie prime per il calcestruzzo da montagne, letti di fiumi e fondali oceanici.
Così, i ricercatori della Northwestern University a Evanston, Illinois, hanno collaborato con il ramo di sviluppo dell’innovazione del produttore di cemento Cemex, situato a Brügg, in Svizzera, per sviluppare un cemento più “verde”.
Il team ha utilizzato l’elettrolisi dell’acqua di mare, una tecnica che colpisce l’acqua di mare con elettricità per scindere le sue molecole. Il processo genera gas idrogeno, gas cloro e ossigeno, e produce anche alcuni minerali, tra cui il carbonato di calcio, la materia prima principale per la produzione di cemento.
I ricercatori che utilizzano l’elettrolisi dell’acqua di mare per la produzione di gas idrogeno hanno trovato quei minerali precipitati fastidiosi, perché possono ingombrare l’attrezzatura per l’elettrolisi, dice l’ingegnere ambientale della Northwestern Alessandro Rotta Loria. Ma quella produzione di minerali potrebbe essere una caratteristica, non un difetto, quando si tratta di produzione sostenibile di cemento.
Il tasso di produzione di minerali basato sull’elettrolisi è troppo lento per soddisfare la domanda industriale. Così Rotta Loria e i suoi colleghi hanno investigato in laboratorio come questi minerali si formano durante l’elettrolisi e se è possibile accelerare il processo e aumentare la resa.
L’elettrolisi dell’acqua di mare può essere un metodo a emissioni negative di carbonio per produrre minerali come il carbonato di calcio per il cemento e altri materiali da costruzione.
Nei loro esperimenti, il team ha inserito i loro elettrodi nell’acqua di mare. Hanno poi regolato la tensione applicata e iniettato gas anidride carbonica nell’acqua a diverse velocità e volumi per regolare il pH dell’acqua. Variare questi fattori ha cambiato i volumi, le composizioni chimiche e le strutture cristalline dei minerali che precipitavano, rendendoli più scagliosi, più porosi o più densi.
Questi esperimenti suggeriscono che è possibile adattare l’elettrolisi dell’acqua di mare per produrre una varietà di minerali e aggregati che l’industria delle costruzioni potrebbe utilizzare, dice il team. E, se la fonte di energia per l’elettricità è rinnovabile, questi materiali potrebbero non solo essere a emissioni zero, ma a emissioni negative — intrappolando parte dell’anidride carbonica dell’atmosfera per migliaia di anni.