作者:Julian Allwood 来源:《自然》 发布时间:2024/5/25 18:47:28
选择字号:
用水泥制作水泥

 

一项新工艺可以利用建筑废料生产水泥。研究人员表示,到2050年,这项工艺可以减少数十亿吨的碳排放。相关论文近日发表于《自然》。

“我们已经明确证明,水泥可以被回收制成水泥。”英国剑桥大学的Julian Allwood说,“我们正朝着生产零碳排放水泥的方向前进,这太神奇了。”

英国研究人员首次在电弧炉中生产水泥。图片来源:Materials Processing Institute

水泥生产行业污染严重,占温室气体排放总量的7.5%。但迄今为止,还没有已知的方法在不影响气候的情况下大规模生产水泥。

制造水泥需要“熟料”,熟料是通过将石灰石和黏土等原材料的混合物加热到1450摄氏度制成的。制造熟料所要求的高温和所涉及的化学反应都会造成碳排放,而熟料生产占水泥生产总碳足迹的90%。

Allwood和同事已经开发出一种生产熟料的替代方法,其中包括重新使用从拆除的建筑物中提取的水泥浆料。它的化学成分与石灰助熔剂相同,后者是一种用于去除回收钢中杂质的物质。

当钢材融化时,由旧水泥制成的助熔剂会形成一种漂浮在回收钢顶部的炉渣。一旦磨成粉末,炉渣就等同于熟料。然后它可以用来制造波特兰水泥,这是最常见的水泥形式。

如果回收的钢材和水泥是由可再生能源或核能驱动的电炉生产的,那么这个过程几乎完全没有碳排放。“这个方法真的很简单。”Allwood说。

实验室试验已证明该工艺有效。团队估算,它提供了一种可与传统设备一起使用的“临时”解决方案,如果全球转向新方案,每年可减少排放多达30亿吨二氧化碳。

研究团队目前正与剑桥电力水泥公司以及建筑公司Balfour Beatty、Tarmac等合作伙伴进行工业试验。Allwood说:“在接下来的几周内,我们将开始一系列试验,每小时生产30吨水泥。”。

扩大新型水泥生产工艺的规模,在一定程度上取决于回收钢的情况。目前回收炼钢约占全球钢铁产量的40%。Allwood表示,未来30年,随着该行业的脱碳,产量将至少翻一番,很可能翻3倍。

然而,前方仍有一些挑战。再生水泥工艺需要1600至1750摄氏度的炉温,略高于传统水泥生产。英国利兹大学的Leon Black说,这将增加电力成本。

其他挑战包括建立旧水泥供应链,吸引必要的资本投资,以及说服这个以谨慎著称的行业大规模采用新工艺。

Black说:“他们制造出一种成分与波特兰水泥相同的材料,已经克服了一个障碍。问题出在细节上——能源需求、物流、规模扩大。”(来源:中国科学报 王方)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07338-8

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
数百个包含种族歧视的植物名称将被改变 平均每棵树干中都有超过1万亿个微生物
野外回归的墨脱百合在原生地首次开花 科学家创有机小分子催化新纪录
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文