Egy új tanulmány szerint a beton egyik fő összetevőjének vulkanikus kőzetre történő cseréje közel kétharmadával csökkentheti az anyag gyártásának szén-dioxid-kibocsátását.
A beton megadta nekünk a római Pantheont, a Sydney Operaházat, a Hoover-gátat és számtalan blokkos monolitot. A mesterséges kőzet takarja a városokat és az utakat, a szélerőművek és a napelem tömbök hátterét - és ezt rengeteg olyan infrastruktúra-projekt fogja önteni, amelyeket a COVID helyreállítási beruházásai támogatnak az Egyesült Államokban és külföldön.
Ennek azonban jelentős költségei vannak az éghajlatváltozás elleni küzdelemért, mert cement- a beton készítéséhez homokkal, kavicsgal és vízzel kevert kötőelem - a globális felmelegedés legnagyobb ipari hozzájárulói közé tartozik.
"A beton mindenütt jelen van, mivel ez az egyik legolcsóbb építőanyag, könnyen kezelhető, és szinte bármilyen formába formálható" - mondja Tiziana Vanorio, a Stanford Egyetem geofizikai docense.
De a cementgyártás az emberi tevékenységhez kapcsolódó éves szén-dioxid-kibocsátás akár 8% -át is felszabadítja, és a kereslet várhatóan növekedni fog az elkövetkező évtizedekben, mivel az urbanizáció és a gazdasági fejlődés új épületek és infrastruktúrák építését ösztönzi.
"Ha a szén-dioxid-kibocsátást a katasztrofális éghajlatváltozás megelőzéséhez szükséges szintre akarjuk csökkenteni, meg kell változtatnunk a cement gyártásának módját" - mondja Vanorio.
Korallzátonyok, homárhéjak és sáska garnélarák
A beton CO-ja2 A probléma a mészkővel, elsősorban kálcium-karbonátból készült kővel kezdődik. A portlandcement - a modern beton pépes fő összetevője - előállításához a mészköveket bányászzák, összetörik és nagy hőfokon agyaggal és kis mennyiségű más anyaggal óriási kemencékben sütik. Ennek a hőnek a termelése általában szén vagy más fosszilis tüzelőanyagok elégetésével jár, ami a betonhoz kapcsolódó szén-dioxid-kibocsátás több mint egyharmadát teszi ki.
A hő kémiai reakciót vált ki, amely márvány méretű szürke csomókat eredményez klinkertégla, amelyeket azután finom porba őrölünk, amelyet cementnek ismerünk el. A reakció során olyan szén is felszabadul, amely egyébként százmillió évig mészkőbe zárva maradhat. Ez a lépés járul hozzá a fennmaradó CO-hoz2 a betongyártásból származó kibocsátások.
Vanorio és munkatársai most a cement prototípusát gyártják, amely megszünteti a CO-t2-háborító kémiai reakció klinker előállításával a vulkáni kőzet amely tartalmazza az összes szükséges építőelemet, de a szén egyikét sem.
A beton, mint a bolygó leggyakrabban használt építőanyaga, régóta az újrafeltalálás célpontja. A kutatók és a vállalatok inspirációt találtak a korallzátonyok, a homárhéjak és a kalapácsszerű klubok új receptjeihez. sáskarák. Mások részben helyettesítik a klinkert olyan ipari hulladékokkal, mint a szénerőművekből származó pernye, vagy a befogott szén-dioxidot injektálják a keverékbe a beton éghajlati hatásának csökkentése érdekében.
Joe Biden elnök a szén-dioxid-megkötés és a hidrogén-üzemanyag cementgyártásban történő felhasználásának bővítését szorgalmazta, hogy 2005-ra az Egyesült Államok üvegházhatásúgáz-kibocsátásának felét lehessen felelni a 2030-ös szinthez képest.
A mészkő kihagyása
Vanorio azt javasolja, hogy a mészkövet teljesen vessék fel, és ehelyett egy olyan sziklával kezdjék, amelyet a világ számos vulkanikus régiójában lehet kibányászni. "Elvehetjük ezt a kőzetet, ledarálhatjuk, majd felmelegíthetjük, hogy klinkert állítsunk elő ugyanazon berendezés és infrastruktúra felhasználásával, amelyet jelenleg a mészkő klinker előállításához használnak" - mondja.
Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású klinkerrel kevert forró víz nemcsak cementdé alakítja, hanem elősegíti a hosszú, összefonódó molekulaláncok növekedését is, amelyek mikroszkóp alatt nézve kusza rostoknak tűnnek. Hasonló szerkezetek léteznek a hidrotermális környezetben természetes módon cementált kőzetekben - olyan helyeken, ahol forró víz forog éppen a talaj alatt -, valamint a római beton kikötőkben, amelyek 2,000 éven át élték túl a korrozív sós víz és a hullámzó hullámokat, ahol a modern beton általában évtizedek alatt összeomlik.
A modern betonszerkezeteknél a repedések megakadályozása érdekében általánosan használt betonacélhoz hasonlóan ezek az apró ásványi rostok is leküzdik az anyag szokásos ridegségét.
- A beton nem szereti, ha kinyújtják. Valamilyen megerősítés nélkül meg fog szakadni, mielőtt stressz alatt meghajlik ”- mondja Vanorio, a mikrostruktúrák a római tengeri betonban és a sziklafizika az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövőre való áttérésben. A legtöbb betont most acél felhasználásával erősítik.
"Az az elképzelésünk, hogy nanoszinten erősítsük meg azt, hogy megtanuljuk, hogy a rostos mikrostruktúrák hogyan erősítik hatékonyan a kőzeteket, és az azokat előállító természeti feltételeket" - mondja.
A gyógyítás és az ellenálló képesség tanulságai
A folyamat, amelyet Vanorio elképzel az átalakításról vulkáni kőzet a betonhoz hasonlít arra, ahogy hidrotermális környezetben a cement kőzetbe kerül. A vulkánok körül és az aktív tektonikus lemezhatárok felett gyakran előforduló hidrotermikus körülmények lehetővé teszik a kőzetek gyors reakcióját és újrakombinálódását olyan hőmérsékleten, amely nem melegebb, mint egy otthoni sütő, a vizet erőteljes oldószerként használva.
A gyógyító bőrhez hasonlóan a Föld legkülső rétegének repedései és hibái az idők folyamán cementálódnak az ásványi anyagok és a forró víz reakciói révén. "A természet nagyszerű inspirációs forrást jelentett az innovatív anyagok számára, amelyek utánozzák a biológiai életet" - mondja Vanorio. "Ihletet meríthetünk a Föld folyamataiból is, amelyek lehetővé teszik a gyógyulást és károsítják az ellenálló képességet."
A tégláktól és a kovácsolt fémektől az üvegig és a műanyagokig az emberek régóta gyártanak anyagokat ugyanazokkal az erőkkel, amelyek a Föld kőzetciklusát vezérlik: hő, nyomás és víz. Számos régészeti és ásványtani tanulmány azt mutatja, hogy az ókori rómaiak megtanulhatták a vulkanikus hamu hasznosítását a legkorábbi ismert recept alapján, figyelve a megkeményedésre, amikor természetes vízzel keveredtek.
"Ma lehetőségünk van megfigyelni a cementálást a 21. századi technológia és a környezeti hatások ismeretében" - mondja Vanorio.
Vanorio összefogott Alberto Salleo anyagtudományi és mérnökprofesszorral, hogy túllépjen a geológia utánzásán a folyamatok manipulálásáig a specifikus eredmények és mechanikai tulajdonságok érdekében nanoméretű mérnöki alkalmazással. "Egyre nyilvánvalóbb, hogy a cementet nanoszinten lehet megtervezni, és ezen a szinten is tanulmányozni kell" - mondja Salleo.
Betonhibák felkarolása
A cement tulajdonságai közül sok a kicsiektől függ hibák és a különböző komponensek közötti kötések erősségéről - mondja Salleo. Az apró rostok, amelyek a porított kőzetek cementálódása során nőnek és szövődnek össze, a kötelek meghúzásaként hatnak, erőt kölcsönözve. "Szeretjük azt mondani, hogy az anyagok olyanok, mint az emberek: a bennük lévő hibák teszik érdekessé" - mondja.
2019-ben az ókori beton iránti kíváncsiság, amelyet a romok között látott, amikor egy gyermek Rómában nőtt fel, arra késztette Salleót, hogy nyúljon Vanorióhoz, akinek saját sziklafizikai útja azután kezdődött, hogy gyermekkorában egy nápolyi gyermekkorában megtapasztalta a földkéreg dinamizmusát. kikötőváros egy kaldera közepén, ahol először római betont terveztek.
Azóta Salleo úgy látta, hogy a földtani folyamatok által inspirált alacsony szén-dioxid-kibocsátású klinkeren végzett munka logikusan illeszkedik csoportja fenntarthatóságához kapcsolódó projektjeihez, például műanyag alapú olcsó napelemekhez és energiatároló elektrokémiai eszközökhöz.
"Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású klinkerre való gondolkodás egy másik módja annak, hogy csökkentse a légkörben kibocsátott CO2 mennyiségét" - mondja. De ez csak a kezdet. „A Föld egy óriási laboratórium, ahol az anyagok magas hőmérsékleten és nagy nyomáson keverednek. Ki tudja, hány más érdekes és végső soron hasznos struktúra van odakint? "
Forrás: Stanford Egyetem
Kapcsolódó könyvek
Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv
írta: Paul Hawken és Tom Steyer
A széles körben elterjedt félelem és apátia ellenére a kutatók, szakemberek és tudósok nemzetközi koalíciója jött össze, hogy reális és merész megoldásokat kínáljon az éghajlatváltozáshoz. Száz technikát és gyakorlatot írunk le itt - néhány közismert; néhányról, amiről talán még soha nem hallottál. A tiszta energiától kezdve az alacsony jövedelmű országok lányainak oktatásáig, a földhasználat gyakorlatáig terjednek, amelyek kiszívják a levegőt. A megoldások léteznek, gazdaságilag életképesek, és a közösségek az egész világon jelenleg készséggel és határozottan alkalmazzák őket. Elérhető az Amazonon
Klímamegoldások tervezése: Irányelv az alacsony széntartalmú energiához
Írta: Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Mivel az éghajlatváltozás már hatással van ránk, az üvegházhatást okozó gázok globális kibocsátásának csökkentésének szükségessége sürgető. Ijesztő kihívás, de a megvalósításának technológiái és stratégiái ma léteznek. Egy jól megtervezett és végrehajtott energiapolitika egy kis halmaza az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő felé vezethet minket. Az energetikai rendszerek nagyok és összetettek, ezért az energiapolitikának koncentráltnak és költséghatékonynak kell lennie. Az egy mindenki számára megfelelő megközelítés egyszerűen nem fogja elvégezni a munkát. A döntéshozóknak világos, átfogó forrásra van szükségük, amely felvázolja azokat az energiapolitikákat, amelyek a legnagyobb hatással lesznek az éghajlati jövőnkre, és leírja, hogyan lehet ezeket a politikákat jól megtervezni. Elérhető az Amazonon
Mindent megváltoztat: a kapitalizmus és az éghajlat
készítette Naomi Klein
In Ez mindent megváltoztat Naomi Klein szerint az éghajlatváltozás nem csupán egy új kérdés, amelyet gondosan fel kell tüntetni az adók és az egészségügy között. Ez egy riasztás, amely felszólít egy olyan gazdasági rendszer rögzítésére, amely már sok szempontból kudarcot vall bennünket. Klein aprólékosan építi azt az esetet, hogy az üvegházhatást okozó kibocsátások nagymértékű csökkentése a legjobb esélyünk arra, hogy egyszerre csökkentsük a tátongó egyenlőtlenségeket, újból elképzeljük a törött demokráciáinkat és újjáépítsük a kibelezett helyi gazdaságunkat. Kihúzza az éghajlatváltozás-tagadók ideológiai kétségbeesését, a leendõ geomérnökök messiási téveszméit és a túl sok mainstream zöld kezdeményezés tragikus vereségét. Pontosan megmutatja, hogy a piac miért nem oldotta meg - és nem tudja - megoldani az éghajlati válságot, hanem ehelyett még rosszabbá teszi a dolgokat, egyre szélsőségesebb és ökológiai szempontból káros extrakciós módszerekkel, melyeket rohamos katasztrófa-kapitalizmus kísér. Elérhető az Amazonon
A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.
Ez a cikk eredetileg megjelent eljövendő utókor
