A cement a modern építészet egyik legfontosabb és legtöbbet használt alapanyaga – globális mértékben a második legtöbbet használt anyag az építőiparban a víz után. Ez azért is különösen nagy probléma, mert az előállítása jelentős mennyiségű szén-dioxid-kibocsátással jár, ami tovább növeli a globális felmelegedést. A kutatók ezért hosszú ideje próbálnak olyan alternatívát találni, ami hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a cement, de az előállítása sokkal kevésbé károsítja a környezetet.

A cementet hagyományosan mészkőből állítják elő úgy, hogy egy kemencében felhevítik azt. Ez a folyamat egy kilogramm cement előállításával egy kilogramm szén-dioxidot juttat a levegőbe. A kibocsátás nagyjából 60 százaléka a mészkő kalcium-oxiddá bomlásából, a maradék 40 százalék pedig a kemence fűtéséből származik.

Emellett egy tonna égetett mész előállítása 1,4 MWh energiát emészt fel, ami másfél amerikai háztartás egy hónapnyi villamosenergia-fogyasztását teszi ki.

A Kaliforniai Egyetem (UCLA) kutatói most egy új eljárást fejlesztettek ki, ami jelentős mértékben visszafogja a cementgyártás károsanyag-kibocsátását. A ZeroCAL nevű módszer lényege, hogy kalcium-hidroxidot használ kalcium-oxid helyett, ami a cementgyártás alapanyagának egy szén-dioxid-mentes változata. Az anyag a hevítés során csak vizet bocsát ki, így nem keletkezik üvegházhatású gáz – számolt be róla az Interesting Engineering.

A folyamat során először feloldják a mészkövet. Ehhez etilén-diamin-tetraecetsavat és általános ipari vegyszert használnak egy vízbázisú oldatban. A mészkőből származó kalciumot ezután nanoszűrők segítségével választják el, majd egy elektrokémiai folyamat segítségével kalcium-hidroxiddá alakul.

A Sustainable Chemistry and Engineering című tudományos folyóiratban közzétett publikáció szerint a folyamat eredményeként sósav, szódabikarbóna és oxigén képződik. Emellett hidrogén is keletkezik, amit a cementkemencék fűtéséhez lehet felhasználni. Ennek köszönhetően nincs szükség fosszilis energiahordozóra a gyártásban.

Gaurav Sant, a tanulmány vezető szerzője szerint az eljárás rendkívül ígéretes, ugyanakkor jelenleg a fejlesztés korai fázisánál tart, ehhez ugyanis több energiára van szükség, mint a hagyományos cementgyártási technológiák. A kutatók azonban úgy vélik, hogy a műveletek ésszerűsíthetők, ami idővel javítja az energiahatékonyságot.

Az amerikai kutatók most India legnagyobb cementgyártó vállalatával, az Ultratech Cement Limiteddel közösen építenek egy próbagyárat, ahol tesztelhetik a technológia felskálázott változatát.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.