Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Chuyển đổi cacbon dioxit thành bê tông bền vững (24/03/2016)

Hãy tưởng tượng một thế giới có rất ít hoặc không có bê tông. Điều này có thể xảy ra không khi bê tông hiện diện ở khắp mọi nơi, trên những con đường chúng ta đi, trong các ngôi nhà, các cây cầu và các tòa nhà của chúng ta. Trong 200 năm qua, bê tông là nền tảng của rất nhiều công trình trên hành tinh của chúng ta.

Nhưng việc sản xuất xi măng, khi được trộn với nước tạo thành nhân tố liên kết trong bê tông, cũng là một trong những tác nhân góp phần nhiều nhất vào phát thải khí nhà kính. Trong thực tế, khoảng 5 phần trăm phát thải khí nhà kính là từ bê tông.

Mẫu vật liệu xây dựng mới do J.R. DeShazo (trái) và Gaurav Sant chế tạo.

Một nguồn phát thải cacbon dioxit thậm chí còn nhiều hơn là khí thải từ ống khói của các nhà máy điện trên toàn thế giới. Lượng phát thải cacbon từ những nhà máy này là nguồn khí nhà kính độc hại lớn nhất trên thế giới.

Một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành tại Đại học California, Los Angeles (UCLA) đã đề xuất một giải pháp độc đáo có thể giúp loại bỏ nguồn phát thải khí nhà kính này. Kế hoạch của họ là tạo ra một quy trình khép kín: Thu hồi cacbon từ các ống khói của nhà máy điện và sử dụng nó để tạo ra một loại vật liệu xây dựng mới, vật liệu CO₂NCRETE. Loại vật liệu này sẽ được chế tạo bằng máy in 3D và đây là sự “tái sử dụng sáng tạo”.

“Những gì công nghệ này đạt được là sử dụng một cái gì đó mà chúng ta coi là một sự phiền toái - cacbon dioxit phát thải từ các ống khói - và biến nó thành một cái gì đó có giá trị”, JR DeShazo, giáo sư về chính sách công tại UCLA cho biết.

GS. DeShazo cho rằng: “Công nghệ này có thể là một công nghệ thay đổi trò chơi đối với chính sách khí hậu do khắc phục được biến đổi khí hậu toàn cầu, một trong những thách thức lớn nhất mà hiện nay xã hội đang phải đối mặt và sẽ phải đối mặt trong thế kỷ tới”.

Đây không phải là nỗ lực đầu tiên để thu hồi khí thải cacbon từ các nhà máy điện. Điều này đã được thực hiện trước đó nhưng thách thức ở đây là làm gì với cacbon dioxit thu hồi được.

DeShazo cho biết: “Chúng tôi hy vọng không những sẽ thu hồi được nhiều khí phát thải hơn mà chúng ta còn có thể sử dụng khí này và thay vì lưu trữ nó như các phương pháp hiện nay, chúng ta có thể sử dụng nó để tạo ra một loại vật liệu xây dựng mới thay thế cho xi măng”.

“Cách tiếp cận mà chúng tôi đề xuất là bạn xem cacbon dioxit như một nguồn tài nguyên bạn có thể sử dụng được”, Sant nói. “Trong khi việc sản xuất xi măng làm phát thải cacbon dioxit cũng giống như việc sản xuất than hay sản xuất khí đốt tự nhiên, nếu chúng ta có thể tái sử dụng CO₂ để chế tạo vật liệu xây dựng dưới dạng một loại xi măng mới thì đó là một cơ hội”.

Cho đến nay, vật liệu xây dựng mới đã được sản xuất chỉ ở quy mô phòng thí nghiệm, sử dụng máy in 3-D để tạo thành các miếng hình nón cực nhỏ. “Chúng tôi có bằng chứng chứng minh khái niệm rằng chúng tôi có thể làm được điều này. Nhưng chúng tôi cần phải bắt đầu quá trình tăng thể tích của vật liệu và sau đó suy nghĩ về cách triển khai thí điểm ở quy mô thương mại. Bước tiếp theo sẽ là đưa chúng ra thực nghiệm và xem cách chúng hoạt động dưới các điều kiện thực tế”, DeShazo nói.

“Chúng tôi có thể chứng minh một quá trình mà chúng tôi kết hợp vôi với cacbon dioxit để tạo ra một loại vật liệu giống như xi măng”, Sant nói. “Thách thức lớn của công nghệ này theo dự đoán của chúng tôi là chúng tôi không chỉ cố gắng để phát triển một loại vật liệu xây dựng mà là chúng tôi cố gắng để phát triển một giải pháp quy trình, một công nghệ tích hợp sử dụng trực tiếp CO₂ để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh”.

“In 3-D đã được thực hiện trong lĩnh vực y sinh”, Sant nói, “nhưng khi bạn làm điều đó trong một bối cảnh y sinh, bạn quan tâm đến giải pháp, bạn quan tâm đến độ chính xác. Trong xây dựng, tất cả những điều này là quan trọng nhưng không phải ở quy mô tương tự. Có một thách thức về quy mô, bởi vì không phải là một cái gì đó được in với chiều dài chỉ 5 cm, chúng tôi muốn có thể in một thanh dầm dài 5 mét. Khả năng mở rộng kích thước là một phần rất quan trọng”.

Một thách thức khác là thuyết phục các bên liên quan rằng một sự thay đổi có lợi cho môi trường như các nhà nghiên cứu đề xuất là có lợi, không chỉ đối với hành tinh này, mà còn đối với bản thân họ.

“Công nghệ này có thể thay đổi các ưu đãi kinh tế liên quan đến các nhà máy điện trong các hoạt động của các nhà máy này và biến khí thải ống khói thành một tài nguyên mà các nước có thể sử dụng để xây dựng thành phố, mở rộng hệ thống đường bộ của họ”, DeShazo nói. “Công nghệ này đã sử dụng cái được cho là một vấn đề và biến nó thành một lợi ích trong các sản phẩm và dịch vụ mà sẽ rất cần thiết và có giá trị ở những nơi như Ấn Độ và Trung Quốc là những nước có tỉ lệ phát thải CO₂ cao nhất thế giới”.

Nguồn: vista.gov.vn (Theo Phys.org)