Revoluční biocement: 3,5 miliardy let starý proces řeší uhlíkový problém betonu
Nový materiál řeší problém s uhlíkem při výrobě a používání betonu pomocí docela neobvyklé pracovní síly: sinic. Biocement, který tyto mikroorganismy pomáhají vyrábět, využívá proces, který v přírodě existuje již 3,5 miliardy let.
Problém s uhlíkem v betonu je již velmi dobře medializován. Podle časopisu Scientific American se při výrobě jednoho kilogramu betonu uvolní do ovzduší jeden kilogram oxidu uhličitého.
Ten pochází nejen z chemických reakcí, které se používají k jeho výrobě, ale také z fosilních paliv, která se spalují, aby se v obřích pecích dosáhlo teploty 1 450 °C potřebné k vypálení vápence, což je předstupeň výroby cementu, který tvoří základ betonu. Výroba betonu je nyní zodpovědná za zhruba 8 % celkových světových emisí uhlíku.
Protože se jedná o tak účinný stavební materiál, je těžké se od něj oprostit. Podle zprávy Arizonské státní univerzity je beton druhým nejpoužívanějším materiálem na světě, předstihuje ho pouze voda. V důsledku toho jsme se dočkali několika důmyslných způsobů, jak jej (nebo látky, které jej napodobují) vytvořit mnohem ekologičtějším způsobem.
Vědci v Německu nyní vytvořili konkrétní alternativu, která je nejen uhlíkově neutrální, ale i uhlíkově negativní. Při jeho tvorbě se podívali na způsob, jakým se ve vápenci již více než tři miliardy let vytvářejí struktury známé jako stromatolity, a poté tento proces obnovili v laboratoři
Na začátku vytvořili bakteriální kultury ze sinic tím, že jim poskytli ideální zdroj světla a živin, aby optimalizovali jejich růst a schopnost fotosyntézy. Poté, aby přiměli bakterie k mineralizaci a vytvoření struktur podobných stromatolitům, přidali chlorid vápenatý a další zdroje vápníku.
Do této směsi pak přidali hydrogely a další plnidla, například písek, podobně jako se kamenivo přidává do cementu, aby vznikl beton. Nakonec byl do suspenze vpraven oxid uhličitý, aby se podpořil proces růstu, který je poháněn světlem.
Materiál lze nalévat do forem nebo mřížkových struktur a vytvářet tak cihly nebo téměř neomezené množství jiných tvarů, lze jej vytlačovat nebo používat v aditivní výrobě, jako je 3D tisk konstrukcí, nebo jej lze nanášet stříkáním.
Nyní se tým snaží rozšířit výrobu tohoto materiálu a učinit jej ještě ekologičtějším. Vědci například tvrdí, že by mohli získávat oxid uhličitý z průmyslových znečišťujících látek a vápník z odpadu, který vzniká v čedičových a jiných dolech.
Zdroje článku:
- O události jsme se dozvěděli z webu:
The Fraunhofer-Gesellschaft - Další zdroje:
Scientific American, Arizona State University
Článek může obsahovat dodatečné informace od redakce.