混凝土制造新工艺实现45%的CO2封存率

文章来源:科技日报刘霞2024-07-01 11:08

美国西北大学科学家开发出一种制造混凝土的新工艺，实现了高达45%的二氧化碳（CO2）封存效率。这意味着制造过程中注入的CO2有近一半被捕获和储存。这种工艺不仅能封存CO2，还能确保生产出的混凝土在强度和耐久性方面都不受影响。相关论文发表于最新一期《自然·通讯材料》杂志。

混凝土是世界上消耗量最大的材料之一。为制造最简单的混凝土，工人们需要将水、细骨料（如沙子）、粗骨料（如砾石）和水泥混合在一起，但制造过程中会产生大量CO2。水泥和混凝土行业排放的CO2占全球温室气体排放的8%。科学家正努力开发新技术，以减少水泥和混凝土生产过程中的CO2排放，并将其转化为“碳汇”产品。

目前，在制造混凝土的过程中，主要有两种封存CO2的方法：一是硬化混凝土碳化处理，即将固体混凝土块放置在腔室中，在高压下注入CO2气体；二是新烧混凝土碳化，即在生产混凝土时向水、水泥和骨料的混合物中注入CO2气体。

研究人员表示，这两种方法虽然能使一些注入的CO2与水泥发生反应，形成固体碳酸钙晶体，但CO2捕获效率低、能耗高。而且，这些方法产生的混凝土强度往往会被削弱，限制了其应用范围。

在最新研究中，研究人员采用了新烧混凝土碳化过程。但他们并未在混杂所有成分时注入CO2，而是首先将CO2气体注入与少量水泥粉混合的水中，再将得到的碳酸悬浮液与其他水泥和骨料混合，最终制造出了新型混凝土。这一过程不仅实现了45%的CO2封存率，混凝土的强度也能与普通混凝土相媲美。

这种新方法可以重新利用混凝土制造过程中排放的部分CO2，且技术简单容易实施。