Ảnh minh hoạ (Nguồn: Internet)

Hàng năm, hơn 4 tỷ tấn bê tông được sản xuất trên toàn thế giới. Việc sản xuất xi măng thông thường đòi hỏi nhiệt độ cao và quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Đá vôi được sử dụng trong quá trình sản xuất cũng trải qua quá trình phân hủy tạo ra các bon điôxit (CO2), do đó việc sản xuất xi măng được cho là chịu trách nhiệm cho khoảng 8% tổng lượng khí thải các bon do các hoạt động của con người trên toàn thế giới.

Với mục tiêu hướng tới một môi trường không carbon, một nhóm nghiên cứu đến từ Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường thuộc WSU đã tiến hành trộn xi măng thông thường với than sinh học thân thiện với môi trường - một loại than làm từ chất thải hữu cơ (trước đó, than đã được tăng cường độ cứng bằng nước thải bê tông).

Than sinh học có thể hút tới 23% trọng lượng CO2 từ không khí, trong khi vẫn đạt được độ bền tương đương với xi măng thông thường. Nghiên cứu có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon của ngành bê tông, một trong những ngành sử dụng nhiều năng lượng và các bon nhất trong tất cả các ngành sản xuất. Kết quả nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Material Letters.

Theo Xianming Shi - đồng tác giả bài báo, các tác giả rất vui mừng vì kết quả nghiên cứu của bài báo sẽ góp phần vào sứ mệnh xây dựng môi trường không carbon.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành sử dụng than sinh học làm chất thay thế trong xi măng với mục tiêu làm cho xi măng thân thiện với môi trường hơn và giảm lượng khí thải carbon, tuy nhiên việc thêm than sinh học (chỉ 3%) đã làm giảm đáng kể độ bền của bê tông.

Nhóm nghiên cứu đã tìm ra được phương pháp để gia tăng độ bền bằng cách xử lý than sinh học trong nước thải rửa bê tông. Với phương pháp này, nhóm nghiên cứu có thể thêm tới 30% than sinh học vào hỗn hợp xi măng. Hỗn hợp làm từ xi măng cải tiến từ than sinh học có thể đạt cường độ nén sau 28 ngày (tương đương với cường độ nén của xi măng thông thường) vào khoảng 4.000 pound (tương đương với 1.814 kg) trên mỗi inch vuông (tương đương với 6,45 cm2).

Xianming Shi cũng cho biết thêm, nước thải bê tông có tính kiềm cao nhưng cũng là một nguồn canxi quý giá. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng canxi để tạo ra sự hình thành canxit có lợi cho than sinh học và cuối cùng là bê tông kết hợp than sinh học.

Sự kết hợp giữa nước thải có tính kiềm cao chứa nhiều canxi và than sinh học có độ xốp cao sẽ khiến canxi các bo nát kết tủa vào than sinh học, giúp tăng cường độ cứng và cho phép thu giữ CO2 từ không khí. Bê tông làm bằng vật liệu này sẽ tiếp tục cô lập CO2 trong suốt thời gian tồn tại của bê tông (thường là 30 năm đối với mục đích sử dụng làm vỉa hè hoặc 75 năm khi sử dụng để làm nguyên liệu xây cầu).

Để thương mại hóa công nghệ này, các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tạm thời cho công trình bê tông âm tính carbon của mình.