ابداع راه‌حلی برای تولید سیمان بدون زیان به محیط‌ زیست و آب‌وهوا

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «تک اکسپلور»، شیوه‌ای که طی آن ساختمان‌ها و سازه‌های جاده‌ای با سیمان و بتون ساخته می‌شوند، نقش مهمی در تغییرات آب و هوایی دارد. همچنین با توسعه کشورهای بیشتری در سطح جهان، این مشکل رو به افزایش است؛ بنابراین مسابقه‌ای برای یافتن راه حلی برای این ماده که مسئول انتشار تقریبا هشت درصد از انتشارات دی اکسید کربن جهانی است، آغاز شده است.

اکنون یک شرکت استارتاپ در کالیفرنیا یک فناوری ابداع کرده که انتشار دی‌اکسیدکربن در تولید سیمان را کاهش می‌دهد و این پتانسیل را دارد که در مقیاس گسترده مورد بهره برداری قرار گیرد.

این شرکت موسوم به فورتیرا (Fortera) با فناوری جدید خود دی‌اکسید کربن خروجی از کوره‌های تولید سیمان را رهگیری می‌کند و آن را در مسیر تولید سیمان بیشتر قرار می دهد. این فناوری در اولین تلاش مقیاس تجاری به یک تاسیسات شرکت کالپورتلند (CalPortland) در «ردینگ» کالیفرنیا افزوده شده است. این کارخانه که یکی از بزرگترین کارخانجات سیمان در غرب آمریکا است، روز جمعه باز می‌شود.

«رایان گیلیام» مدیر اجرایی شرکت فورتیرا گفت: هدف ما این است که یک راه حل فراگیر در همه جا فراهم کنیم که در همه کارخانه‌ها قابل استفاده باشد.

فورتیرا در ابتدا مقدار کافی برای مخلوط کردن با یک پنجم محصول کارخانه «کالپورتلند» تولید خواهد کرد و با این ترکیب، میزان انتشار کربن در حدود ۱۰ درصد کاهش خواهد یافت.

گیلیام گفت که تقاضای زیادی برای ترکیبات بیشتر وجود دارد که انتشار کربن را به میزان ۴۰ تا ۵۰ درصد کاهش خواهند داد و همچنین برای یک محصول خالص ساخت این شرکت، انتشار کربن آن ۷۰ درصد کمتر است.

شرکت فورتیرا در گذشته بخشی از شرکتی با نام «کالیرا» بود که از اولین شرکت های تبدیل کننده دی‌اکسید کربن به سیمان به شمار می رود و کارش را در سال ۲۰۰۷ شروع کرده بود. شرکت یادشده حدود ۱۰۰ تن سیمان تولیدی کم‌کربن خود را وارد ساختمان‌ها و پیاده‌روهای کالیفرنیا کرد اما در سال ۲۰۱۴ به علت چالش های مالی به کار خود پایان داد. پس از آن،‌ گیلیام با آن تجربه قبلی در سال ۲۰۱۹ شرکت فورتیرا را پایه گذاری کرد.

وی گفت: در سطح جهان تقریبا در هر فاصله ۲۵۰ مایلی یک کارخانه سیمان وجود دارد و فناوری شرکت فورتیرا یک گزینه دارای توان رقابتی برای جلوگیری از انتشار کربن و گرم شدن زمین است.

تلاش شرکت فورتیرا یکی از تلاش های بسیار جاری در جهان برای کاهش تاثیر کربن در صنعت سیمان است. برخی مناطق اداری از جمله ونکوور و بریتیش کلمبیا در کانادا، استانداردهای ساختمانی خاصی دارند که استفاده از سیمان و بتون کم‌کربن را تشویق می‌کنند.

کالیفرنیا نیز در سال ۲۰۲۱ قانونی تصویب کرد که خواستار تهیه راهبردی برای کاهش انتشار کربن در صنعت سیمان این ایالت به میزان ۴۰ درصد تا سال ۲۰۳۵ و انتشار صفر درصد تا سال ۲۰۴۵ شده است.

بتون پس از آب پرمصرف‌ترین محصول روی زمین است و ۱۰ تا ۱۵ درصد حجم بتون از سیمان ساخته می‌شود اما سیمان ۸۸ درصد از انتشار کربن تولید بتون را به خود اختصاص می‌دهد و تولید یک تن سیمان موجب انتشار حدود یک تن دی اکسید کربن می شود.

نحوه کار فناوری فورتیرا

تولیدکنندگان سیمان کوره‌ها را تا حد ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کنند تا سنگ آهک (limestone) را بشکنند و آن را به دی اکسید کربن و اکسید کلسیم تجزیه کنند.

فرآیند ابداعی شرکت فورتیرا، دی‌اکسید کربن را با مکش خارج می‌کند و آن را به درون یک دستگاه پمپاژ می‌کند که در آنجا به یک ماده جامد تبدیل می شود. فناوری این شرکت در دمای حدود یک هزار درجه سانتیگراد کار می‌کند که نیازمند انرژی کمتری است و کربن کمتری هم منتشر می کند.

زمانی که دی اکسید کربن محبوس شده با اکسید کلسیم ترکیب می‌شود، به نوعی سنگ آهک تبدیل شده که با خیس شدن شبیه به سیمان می شود. این محصول که فورتیرا نام آن را «ری اکت» (ReAct) گذاشته است با مواد دیگری ترکیب می شود تا بتون تولید کند.

این شرکت در تلاش است تا به محصولی برسد که ۱۰۰ درصد «ری اکت» است و بتواند به عنوان جایگزینی برای سیمان به تایید برسد. مسوولان این شرکت می‌گویند که آزمایش های انجام شده نشان داده این ماده می تواند معیارهای لازم بین‌المللی را تامین کند اما فرآیند رگولاتوری بیش از پنج سال زمان می برد.