Но производство цемента, который при смешивании с водой образует вяжущее вещество в бетоне, также является одним из основных источников выбросов парниковых газов. Фактически, около 5 процентов выбросов парниковых газов на планете приходится на бетон.Еще более крупным источником выбросов углекислого газа являются дымовые газы из дымовых труб на электростанциях по всему миру. Выбросы углерода этими заводами являются крупнейшим источником вредных глобальных парниковых газов в мире.
Команда междисциплинарных исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе работает над уникальным решением, которое может помочь устранить эти источники парниковых газов. В их планах было бы создать замкнутый процесс: улавливать углерод из дымовых труб электростанций и использовать его для создания нового строительного материала — CO2NCRETE — который будет производиться с использованием 3D-принтеров. Это «апсайклинг».«Эта технология берет то, что мы считали помехой — углекислый газ, который выделяется из дымовых труб, — и превращает его во что-то ценное», — сказал Дж.
Р. ДеШазо, профессор государственной политики в Школе общественных дел UCLA Luskin и директор Центра инноваций UCLA Luskin.«Я решил принять участие в этом проекте, потому что он может изменить правила игры в климатической политике», — сказал ДеШазо. «Эта технология решает проблему глобального изменения климата, которое является одной из самых серьезных проблем, с которыми общество сталкивается сейчас и с которой столкнется в следующем столетии».ДеШазо предоставил руководство по государственной политике и экономике для этого исследования.
Научный вклад возглавляли доцент Гаурав Сант и научный сотрудник Генри Самуэли в области гражданского строительства и экологической инженерии; Ричард Канер, выдающийся профессор химии и биохимии, материаловедения и инженерии; Лоран Пилон, профессор машиностроения, аэрокосмической техники и биоинженерии; и Матье Боши, доцент кафедры гражданского строительства и охраны окружающей среды.Это не первая попытка улавливать выбросы углерода электростанциями. Это делалось и раньше, но проблема заключалась в том, что делать с углекислым газом после его улавливания.«Мы надеемся не только улавливать больше газа, — сказал ДеШазо, — но мы собираемся взять этот газ и вместо того, чтобы хранить его, что является нынешним подходом, мы попытаемся использовать его для создания нового вид строительного материала, который заменит цемент ».«Подход, который мы пытаемся предложить, заключается в том, чтобы рассматривать диоксид углерода как ресурс — ресурс, который можно повторно использовать», — сказал Сант. «Хотя производство цемента приводит к образованию двуокиси углерода, так же как производство угля или природного газа, если мы сможем повторно использовать СО2 для производства строительного материала, который станет новым видом цемента, это будет возможность».
Исследователи воодушевлены возможностью сокращения выбросов парниковых газов в США, особенно в регионах, где много угольных электростанций. «Но тем более обещание сократить выбросы в Китае и Индии», — сказал ДеШазо. «Китай в настоящее время является крупнейшим производителем парниковых газов в мире, а Индия скоро выйдет на второе место, обогнав нас».До сих пор новый строительный материал производился только в лабораторных масштабах, с использованием трехмерных принтеров для придания ему крошечных конусов. «У нас есть доказательство концепции, что мы можем это сделать», — сказал ДеШазо. «Но нам нужно начать процесс увеличения объема материала, а затем подумать о том, как запустить его в коммерческих целях. Одно дело — испытать эти технологии в лаборатории. Другое дело — вывести их в поле и посмотреть, как они работают. условия реального мира ".«Мы можем продемонстрировать процесс, в котором мы берем известь и объединяем ее с диоксидом углерода для производства цементоподобного материала», — сказал Сант. «Большая проблема, которую мы предвидим в этом, заключается в том, что мы не просто пытаемся разработать строительный материал.
Мы пытаемся разработать технологическое решение, интегрированную технологию, которая идет прямо от CO2 до готового продукта.«В биомедицине уже давно используется трехмерная печать, — сказал Сант, — но когда вы делаете это в биомедицинских условиях, вас интересует разрешение. эти вещи важны, но не в одном масштабе. Существует проблема масштабирования, потому что вместо того, чтобы печатать что-то длиной 5 сантиметров, мы хотим иметь возможность печатать луч длиной 5 м. Масштабируемость размера — действительно важная часть. "Еще одна задача — убедить заинтересованные стороны в том, что космический сдвиг, как предлагают исследователи, полезен не только для планеты, но и для них самих.«Эта технология может изменить экономические стимулы, связанные с этими электростанциями в их деятельности, и превратить дымовой газ из дымовых труб в ресурс, который страны могут использовать для строительства своих городов, расширения своих дорожных систем», — сказал ДеШазо. «Он берет то, что было проблемой, и превращает ее в преимущества в продуктах и услугах, которые будут очень нужны и цениться в таких местах, как Индия и Китай».
ДеШазо назвал междисциплинарную команду исследователей причиной успеха проекта. «UCLA предлагает блестящий набор инженеров, материаловедов и экономистов, которые работали над отдельными частями этой проблемы в течение 10, 20, 30 лет», — сказал он. «И мы можем собрать эту команду вместе, чтобы сосредоточиться на каждом этапе».По словам Сэнта, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе — идеальное место для решения проблем устойчивого развития.
«Как один из ведущих университетов мира, мы считаем себя приверженцами голубого неба», — сказал Сант. «Мы видим, что хотим разработать технологии, которые в какой-то момент могут показаться фантастическими, но очень быстро становятся реальностью. Таким образом, мы видим, что смотрим в голубое небо и говорим: что ж, давайте придумываем идеи, которые изменят мир».