Substituto para Areia de Cimento feita de Água do Mar, Eletricidade e CO2

Uma amostra do novo material carbono negativo, feito de água do mar, eletricidade e CO2 Universidade Northwestern

Esta pasta branca aparentemente simples pode ser a chave para lidar com a escassez global de areia e, ao mesmo tempo, transformar o processo de produção de cimento para capturar, em vez de emitir, dióxido de carbono. Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram este material usando água do mar, eletricidade e CO2.

O concreto é o material artificial mais amplamente utilizado no mundo, mas sua produção também é um dos processos mais poluentes. Além disso, a demanda por areia, um ingrediente crucial no concreto, está se tornando cada vez mais difícil de atender devido aos desafios ambientais e financeiros na extração de areia de costas, leitos de rios e fundos marinhos.

Um Novo Material para Lidar com a Escassez de Areia e as Emissões de Carbono

O material inovador da Northwestern pode ajudar a lidar com ambos os problemas. Feito de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio em várias proporções, este material é relativamente fácil de criar — basta combinar água do mar, aplicar eletricidade e borbulhar CO2 através dele.

O método imita como corais e moluscos criam suas conchas, de acordo com a equipe de pesquisa.

Veja como funciona: dois eletrodos na solução geram uma baixa corrente elétrica que divide as moléculas de água em gás hidrogênio e íons hidróxido. Quando o CO2 é introduzido, a composição química da água muda, aumentando os níveis de íons bicarbonato. Esses íons então reagem com outros elementos naturais na água do mar para formar minerais sólidos que se acumulam nos eletrodos.

Um Material Versátil para Construção e Armazenamento de Carbono

O resultado é uma substância branca flexível que não apenas armazena carbono, mas pode substituir areia ou cascalho no cimento. Também pode servir como base para materiais como gesso e tinta.

Curiosamente, a equipe descobriu que poderia ajustar as propriedades do material ajustando a taxa de fluxo, o tempo de CO2 e água do mar e a voltagem e a corrente aplicadas.

Ao ajustar o processo de fabricação, os pesquisadores podem fazer o material com diferentes propriedades para diferentes propósitos Universidade Northwestern

Alessandro Rotta Loria, autor principal do estudo, explicou: “Mostramos que, quando geramos esses materiais, podemos controlar totalmente suas propriedades, como composição química, tamanho, formato e porosidade. Isso nos dá flexibilidade para desenvolver materiais adequados a diferentes aplicações”.

Esse processo é muito mais ecológico do que os métodos tradicionais. Não apenas reduz a necessidade de minerar grandes quantidades de areia, mas o único subproduto gasoso é o hidrogênio, que pode ser capturado e usado como combustível limpo. Além disso, o CO2 usado pode vir das emissões da produção de cimento, potencialmente tornando a fabricação de cimento mais verde.

Criando um Sistema Circular para Captura de Carbono na Produção de Cimento

Rotta Loria acrescentou: Poderíamos criar um sistema circular onde capturamos CO2 diretamente na fonte. Se as plantas de concreto e cimento estiverem localizadas perto das margens, poderíamos usar o oceano próximo para alimentar reatores que transformam CO2 em materiais usando eletricidade limpa. Esses materiais se tornariam sumidouros de carbono.

Água do mar, eletricidade e CO2 são recursos abundantes e baratos, e embora esse processo ainda precise provar sua escalabilidade e viabilidade comercial, ele mostra um potencial promissor.

Se esse substituto de areia projetado para captura de carbono for mais barato do que transportar areia natural em larga escala, ele pode contribuir significativamente para a descarbonização. No entanto, ele não resolverá completamente o problema do cimento verde por si só. A principal fonte de emissões de carbono ocorre durante o processo de moagem de areia com calcário e aquecimento acima de 1.400 °C (1.670 °K) em um forno.

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