世界首次!科學家用藻類製造環保水泥

民航強國奮鬥者 發佈 2022-07-01T04:39:03.125349+00:00

由於水泥的生產和使用,每年約有 2 億噸(2,000,000,000,000 Kg)的 二氧化碳排放到我們的環境中。根據美國環境保護署(EPA)的報告,水泥在十大工業污染源中排名第三。

由於水泥的生產和使用,每年約有 2 億噸(2,000,000,000,000 Kg)的 二氧化碳排放到我們的環境中。根據美國環境保護署(EPA)的報告,水泥在十大工業污染源中排名第三。令人驚訝的是,一組研究人員聲稱,我們可以在一夜之間完全停止這種由水泥產生的碳排放,方法是用他們新的基於微藻的生物(一種使用活生物體製成的物質)水泥代替傳統水泥。

科羅拉多大學博爾德分校的一組研究人員與他們在國家可再生能源實驗室 (NREL) 以及北卡羅來納大學威爾明頓大學 (UNCW) 的科學家們合作,開發了一種獨特的碳中和方法,使用該方法可以實現由微生物生長的石灰石生產水泥,即波特蘭水泥。這種新材料可以大大減少全球建築活動造成的環境污染。

傳統水泥與來自生物石灰石的水泥

有趣的是,水泥被認為是全球僅次於水的消耗最多的材料。無論是北美、歐洲還是亞洲,都無法想像沒有混凝土,尤其是矽酸鹽水泥的建築活動。

在強調混凝土的重要性的同時,首席研究員兼 CU Boulder 教授 Wil Srubar 說:「我們製造的混凝土比地球上任何其他材料都多,這意味著它觸及每個人的生活。」

然而,非常不幸的是,水泥的商業生產涉及大量石灰石的焚燒,導致大量CO 2排放。此外,水泥生產區的空氣品質也受到嚴重影響,因為石灰石的燃燒會向空氣中釋放各種污染物和有毒氣體。

直到2017年,這個問題的解決方案突然出現在 Wil Srubar 教授的腦海中。

Srubar 教授在旅途中注意到珊瑚礁周圍自然形成的碳酸鈣結構。因為他知道石灰石也是由碳酸鈣製成的。看著 CaCO3 礦床,他想到也許石灰石也可以自然生長,而不是從採石場提取。他問自己:「如果大自然可以種植石灰石,我們為什麼不能呢?」

當他回到美國時,他和他的研究團隊決定培養一種叫做球石藻的微藻。這種藻類的成員能夠通過在光合作用過程中產生碳酸鈣沉積物來產生生物石灰石。研究人員注意到,與需要數百萬年才能在地下形成的天然石灰石不同,球石藻的生物版本可以實時產生。

此外,與 Srubar 教授在泰國觀察到的珊瑚礁相比,球石藻在更短的時間內產生碳酸鈣。在海水中形成生物石灰石所需的原材料僅包括溶解的二氧化碳和陽光。此外,由於微藻可以在鹹水體和淡水體中生存,它們幾乎可以用於在世界任何地方種植石灰石。

藻類生長的石灰石是未來

研究人員聲稱,如果您想滿足美國對水泥的總需求,從球石藻生產石灰石非常可行。您需要做的就是 - 讓球石藻在面積約 200 萬英畝的水體中生長。這將只占用該國所有可用土地的 0.5%。

令人驚訝的是,由生物石灰石生產的水泥不僅是碳中性的,而且是負碳的,因為微藻從環境中去除二氧化碳並將其以碳酸鈣的形式儲存。因此,由這種水泥製成的混凝土可以開啟全球可持續建築的新時代。

「對於這個行業來說,現在是解決這個非常棘手的問題的時候了。我們相信,即使不是最佳解決方案,我們也可以為水泥和混凝土行業解決碳問題提供最佳解決方案之一,」Srubar 教授說。

由於他們非凡的創新,Srubar 教授在 2020 年獲得了美國國家科學基金會職業獎,最近,他的團隊獲得了美國能源部 (DOE) 的 320 萬美元資助。他們還與私營企業合作,擴大與生物石灰石相關的研究和生產活動。

Srubar 教授和他的同事們相信,他們的革命性材料完全有可能取代開採的石灰石,並拯救地球免受它所造成的所有環境破壞。

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