محققان از آب دریا بتن ساختند
انجمن پارسیان: محققان آمریکایی با افزودن دی اکسید کربن به یک ماده ماسه مانند توانستند آنرا از آب دریا استخراج کنند و برای ساخت بتن پایدارتر مورد استفاده قرار دهند.
به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، یک ماده الهام گرفته از صدف دریایی که دی اکسید کربن را از بین می برد، می تواند بتن را پایدارتر کند. پروسه ساخت این ماده شامل شکافت آب دریا با بهره گیری از دی اکسید کربن و الکتریسیته است و می توان از آن بمنظور تولید هیدروژن برای سوخت بهره برد تا مزیت بیشتری به این تکنیک اضافه شود.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، «الساندرو روتا لوریا»(Alessandro Rotta Loria) دانشیار «دانشگاه نورث وسترن»(Northwestern University) و سرپرست این پژوهش اظهار داشت: این پژوهش یک روش جدید را برای جذب، تبدیل و ذخیره دی اکسید کربن به صورت مواد معدنی جامد معرفی می کند که می توان آنها را به عنوان مواد تکمیلی در بتن گنجاند. این تکنیک یک جایگزین را برای ذخیره دی اکسید کربن در بستر اعماق اقیانوس یا سازندهای زمین شناسی فراهم می آورد که در کوشش برای کربن زدایی صورت می گیرد.
فرآیندی که این ماده ساختمانی را ایجاد می کند، مشابه پروسه کانی سازی طبیعی است که طی آن صدف های دریایی از کربنات کلسیم در اقیانوس ها ساخته می شوند. این کربنات کلسیم بطور طبیعی در محیط های دریایی تشکیل می شود. لوریا توضیح داد: این پژوهش بوسیله تسهیل واکنش یون های آب دریا با دی اکسید کربن برای تولید مواد معدنی جامد، پروسه مذکور را بصورت الکتروشیمیایی تکرار می کند.
در سالیان اخیر، پژوهش های بسیاری بررسی نموده اند که آیا تا وقتی برق مورد استفاده از یک منبع تجدیدپذیر به دست بیاید، تقسیم مولکول های آب با بهره گیری از الکتریسیته می تواند منبع خوبی برای دست یابی به هیدروژن سبز باشد. بااینکه این کار با چالش های فنی بیشتری مانند مشکل خوردگی هم راه است اما تقسیم آب دریا برای تولید هیدروژن اهمیت ویژه ای را خصوصاً در مناطقی با منابع محدود آب شیرین به همراه دارد.
هنگامی که الکترولیز روی آب دریا به انجام می رسد، هم گاز هیدروژن و هم گاز اکسیژن یا کلر را تشکیل می دهد. هم زمان، رسوبات معدنی مانند کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم درون محلول رسوب می کنند. لوریا و گروهش در مقاله پژوهش خود نوشتند: این رسوبات اغلب به عنوان محصولات جانبی انرژی نادیده گرفته می شوند. با این وجود، آنها پتانسیل استفاده نشده ای را به عنوان منابع ساخت وساز، تولید و اصلاح محیط زیست دارند.
اگر دی اکسید کربن بیشتری به پروسه الکتروشیمیایی اضافه شود، حتی تعداد بیشتری از این مواد معدنی تولید می شود و در عین حال، امکان ذخیره دی اکسید کربن آلاینده را از جو فراهم می آورد.
محققان دریافتند که تغییر عواملی مانند ولتاژ الکتریکی، سرعت جریان، زمان و مدت تزریق دی اکسید کربن به واکنش می تواند خواص مواد به دست آمده را تغییر دهد؛ بااینکه آنها هنوز ترکیب شیمیایی یکسانی دارند. به عنوان مثال، این کار می تواند مواد را متخلخل تر، پوسته پوسته تر یا متراکم تر کند.
لوریا توضیح داد: با افزایش پی اچ آب دریا بصورت الکتروشیمیایی، یون های محلول به صورت مواد معدنی جامد رسوب می کنند و دی اکسید کربن را بطور دائمی جدا می سازند.
ماسه و شن حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد از ترکیب بتن را می سازند. این مواد بطور معمول از منابع طبیعی مانند کوه ها، بستر رودخانه ها، سواحل و بستر اقیانوس ها گرفته می شوند که می تواند از راه های مختلف به محیط زیست لطمه بزند. همچون این لطمه ها می توان به از دست دادن تنوع زیستی و اکوسیستم - خواه در خشکی و خواه در دریا – اشاره نمود. همچنین، استخراج شن و ماسه می تواند به فرسایش سواحل و رودخانه ها و کاهش جریان رسوب در دلتاها و مصب ها منجر شود که احتمال وقوع سیل را بیشتر می کند.
اگر روش لوریا و همکارانش در مقیاس بزرگ تر با موفقیت اجرا شود، تولید مواد شن مانند و پایدار برای ساخت بتن را ممکن خواهدنمود. لوریا اظهار داشت: افزایش مقیاس این پروسه به لطف بهینه سازی شرایط واکنش، مصرف انرژی و طراحی رآکتور ممکن است که همگی آنها محرک های کلیدی این نوآوری هستند.
با این وجود، لوریا اذعان داشت که کاهش هزینه ها می تواند چالش برانگیز باشد. وی ادامه داد: این پروسه نسبت به روش های سنتی تامین مصالح، گران تر است اما می توان آنرا به عنوان یک راهبرد رقابتی جداسازی کربن درنظر گرفت که بطور هم زمان مواد ارزشمندی را تولید می کند.
اینکه آیا این تکنیک الکتروشیمیایی برای تولید مواد مهم سازنده سیمان و بتن به شکل گسترده مورد استفاده قرار خواهد گرفت یا خیر، هنوز نامشخص است اما لوریا و گروهش برای ارزیابی پتانسیل تجاری سازی این تکنیک، با یک شرکت جهانی مصالح ساختمانی موسوم به «سمکس»(Cemex) کار می کنند که مقر آن در مکزیک است. لوریا در آخر اظهار داشت: هم اکنون کوشش برای بهینه سازی بیشتر این فناوری با هدف غائی افزایش مقیاس آن ادامه دارد.
این پژوهش در مجله «Advanced Sustainable Systems» به چاپ رسید.
منبع: انجمن پارسیان
این پست را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این پست