CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Một thí nghiệm minh họa cho quá trình điện phân sử dụng thuốc nhuộm: màu hồng là axit được tạo ra ở một điện cực và màu tím là bazơ ở điện cực còn lại (Ảnh: Felice Frankel)

Xi măng porland, loại xi măng phổ biến nhất, được sản xuất ra bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn bột đá với cát và đất sét, sau đó được nung ở nhiệt độ cực cao lên đến 1.450° C. Không chỉ có năng lượng được sử dụng để nung hỗn hột sinh ra lượng khí thải carbon dioxide khổng lồ mà khí nhà kính này còn được chính đá vôi giải phóng ra trong quá trình đó. Tổng thể, điều này có nghĩa rằng có khoảng 1 kg CO2 bị thải ra cho mỗi kg xi măng được sản xuất, tích lũy lên đến con số choáng ngợp 8% tổng phát thải CO2 toàn cầu.

Trong khi người ta vẫn lập luận luận rằng bê tông rốt cuộc sẽ hấp thu phần lớn lượng CO2 thải ra trong quá trình sản xuất thì nỗ lực để làm sạch quá trình sản xuất vẫn không phải là ý kiến tồi. Các nhà nghiên cứu từng thử nghiệm thay đổi tỉ lệ các thành phần, phát triển công thức “geopolyme” mới hoặc thay thế xi măng bằng các chất kết dính hỗn hợp thân thiện với môi trường.

Tuy vậy, vấn đề với tất thảy những ý tưởng đó là sản phẩm cuối cùng lại là một loại bê tông khác. Và ngành công nghiệp xây dựng có thể sẽ do dự trong việc bắt đầu sử dụng một vật liệu khác lạ, ít nhất là ở giai đoạn đầu. Do đó, các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu mới đã tiến hành cải tiến một bước trong quá trình thông thường đó, làm cho xi măng kiểu cũ “xanh hơn” mà không phải thay đổi thành phần vật liệu.

Thay vì đốt nóng đá vôi đã nghiền, quy trình mới sử dụng một máy điện phân mà ở đó các điện cực sẽ tách các phân tử nước thành oxy và hydro. Làm như vậy sẽ tạo ra một axít ở một đện cực và một bazơ ở điện cực còn lại. Đá vôi bị hòa tan trong axít và canxi hyđrôxít được tạo ra ở đầu kia trong các mảnh rắn. Các mảnh vôi này sau đó có thể được thu gom để sản xuất xi măng.

Dĩ nhiên, carbon dioxide vẫn được sản sinh trong quá trình khi đá vôi tan ra. Nhưng nó không bị thải vào không khí mà thay vào đó có thể được thu lại và vì là  tinh khiết nên nó có thể sử dụng cho những mục đích khác như sản xuất nhiên liệu lỏng hoặc thức uống có gas. Nhóm thậm chí còn cho rằng nó có thể được kết hợp với ôxy được sản sinh trong cùng hệ thống và được đốt để cung cấp nhiên liệu phần còn lại của quy trình sản xuất xi măng mới.

Các nhà nghiên cứu đã trình diễn kỹ thuật trong phòng thí nghiệm và chỉ ra rằng nó vận hành được trên quy mô nhỏ. Nhóm cho hay quy trình có thể khá dễ nâng quy mô nhưng nó vẫn chỉ mới là một phần của quy trình sản xuất xi măng lớn hơn. Vẫn cần thực hiện thêm nhiều công trình nữa trước khi kỹ thuật có thể được triển khai trong thực tế nhưng đó vẫn là một bước tiến đầy hứa hẹn.

LH (MIT)