是不是意味著可以幫助人類至少降低全社會(huì)碳排放的8%?
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發(fā)布日期： 2022.06.23
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大家都知道，建筑BIPV技術(shù)
水泥成是氣候變化的主要貢獻(xiàn)者，生產(chǎn)它所產(chǎn)生的碳排放占全球排放量的 8%。
麻省理工學(xué)院
(MIT) 的研究人員展示了一種新的無排放水泥生產(chǎn)方法，如果能投入運(yùn)用，那么是不是意味著可以幫助人類至少降低全社會(huì)碳排放的8%?
水泥是當(dāng)今世界上最常見的建筑材料。 其生產(chǎn)過程是最大的單一工業(yè)人造二氧化碳來源，年排放量為 2.8 萬億噸，占全球總量的 8%。如果水泥生產(chǎn)是一個(gè)國(guó)家，它將是第三大排放國(guó)——領(lǐng)先于印度（2.5 Gt）、俄羅斯（1.8 Gt）和日本（1.3 Gt）。
隨著世界繼續(xù)城市化，預(yù)計(jì)到 2060 年，全世界的建筑數(shù)量將翻一番，相當(dāng)于每 30 天再增加一個(gè)紐約市。這種擴(kuò)張速度部分得益于水泥的低成本：現(xiàn)在每公斤只有 13 美分，這使得它比瓶裝水便宜。
普通硅酸鹽水泥是使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)品種，它的生產(chǎn)過程是將石灰石磨碎，然后與沙子和粘土一起高溫蒸煮而成，它是通過燃燒煤炭而生產(chǎn)的。該過程以兩種不同的方式產(chǎn)生二氧化碳：煤炭燃燒和加熱過程中石灰石釋放的氣體。這些中的每一個(gè)對(duì)總排放量的貢獻(xiàn)大致相同。
像許多人類活動(dòng)一樣，水泥生產(chǎn)正變得不可持續(xù)，并對(duì)環(huán)境提出了巨大的要求。值得慶幸的是，麻省理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的材料制造方法，可以完全消除碳排放，甚至可以在此過程中制造有用的產(chǎn)品。
麻省理工學(xué)院的新方法基于電解，這是一種使用直流電來驅(qū)動(dòng)非自發(fā)化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)。不再使用化石燃料取暖，電力來自可再生能源。粉碎的石灰石在一個(gè)電極處溶解在酸中，并釋放出高純度二氧化碳，而氫氧化鈣（石灰）在另一個(gè)電極處以固體形式沉淀出來。然后可以在另一個(gè)步驟中處理氫氧化鈣以生產(chǎn)主要是硅酸鈣的水泥。
二氧化碳——以純凈、濃縮的流的形式——可以很容易地被隔離。據(jù)研究人員稱，它可以用于各種新產(chǎn)品和應(yīng)用，而不會(huì)被釋放到環(huán)境中。相比之下，傳統(tǒng)水泥廠排放的二氧化碳被氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳和其他物質(zhì)高度污染，使其無法“擦洗”并變得可用。
計(jì)算表明，在該過程中排放的氫氣和氧氣可以重新結(jié)合；例如在燃料電池中，或者燃燒以產(chǎn)生足夠的能量來為整個(gè)過程的其余部分提供燃料，只有水蒸氣作為廢物。 雖然這個(gè)過程很簡(jiǎn)單，而且原則上可以很容易地?cái)U(kuò)大規(guī)模，但今天一個(gè)典型的水泥廠每年生產(chǎn)大約 700,000 噸這種材料。
“你如何滲透到這樣的行業(yè)并涉足其中？” 麻省理工學(xué)院博士后、論文第一作者 Leah Ellis 問道。她認(rèn)為，一種方法是嘗試一次只替換流程的一部分，而不是一次替換整個(gè)系統(tǒng)，然后“以逐步的方式”慢慢添加其他部分。
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