روپندرا برهامبت -28 ژوئن 2022 -انگین آکیورت/پکسل
هر ساله حدود دو گیگاتن (2,000,000,000,000 کیلوگرم) CO2 به دلیل تولید و استفاده از سیمان وارد محیط زیست ما می شود. طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA)، سیمان در بین ده منبع بزرگ آلودگی صنعتی رتبه سوم را دارد. با کمال تعجب، تیمی از محققان ادعا می‌کنند که می‌توانیم با جایگزین کردن سیمان سنتی با سیمان بیوژنیک جدید مبتنی بر ریزجلبک (ماده‌ای که با استفاده از موجودات زنده ساخته می‌شود) این انتشار کربن ناشی از سیمان را یک شبه متوقف کنیم.
تیمی از محققان دانشگاه کلرادو بولدر – با همکاری دانشمندان همکار خود در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) و دانشگاه کارولینای شمالی ویلمینگتون (UNCW) – یک روش منحصر به فرد کربن خنثی با استفاده از سیمان پرتلند ایجاد کرده اند. از سنگ آهک رشد یافته بیولوژیکی تولید شود. این ماده جدید می تواند آلودگی محیطی ناشی از فعالیت های ساختمانی در سراسر جهان را به شدت کاهش دهد.
جالب توجه است، بتن که عمدتاً با استفاده از سیمان پرتلند، آب و شن ساخته می شود، پرمصرف ترین ماده در سراسر جهان در کنار آب در نظر گرفته می شود. چه آمریکای شمالی، چه اروپا و چه آسیا، فعالیت های ساختمانی را نمی توان بدون بتن و به خصوص سیمان پرتلند تصور کرد.
محقق ارشد و پروفسور Wil Srubar، محقق ارشد و پروفسور CU Boulder، ضمن تاکید بر اهمیت بتن، گفت: “ما بیش از هر ماده دیگری روی این سیاره بتن می سازیم و این بدان معناست که زندگی همه را تحت تاثیر قرار می دهد.”
با این حال، بسیار مایه تاسف است که تولید تجاری سیمان پرتلند شامل سوزاندن مقادیر زیادی سنگ آهک است که منجر به انتشار گسترده CO2 می شود. علاوه بر این، کیفیت هوای منطقه ای که سیمان در آن تولید می شود نیز به شدت به خطر افتاده است زیرا سوزاندن سنگ آهک باعث آزاد شدن آلاینده های مختلف و گازهای سمی در هوا می شود. راه حل این مشکل در سال 2017 در سفر خود به تایلند به ذهن پروفسور ویل اسروبار رسید.
پروفسور Srubar در طول سفر خود متوجه ساختارهای کربنات کلسیم طبیعی در اطراف صخره های مرجانی شد. از آنجا که او می دانست که سنگ آهک نیز از کربنات کلسیم ساخته شده است. با نگاهی به ذخایر CaCO3، به ذهن او رسید که شاید بتوان سنگ آهک را به جای استخراج از معادن، به طور طبیعی نیز کشت داد. او از خود پرسید: “اگر طبیعت می تواند سنگ آهک پرورش دهد، چرا ما نتوانیم؟”
هنگامی که او به ایالات متحده بازگشت، او و تیم محققانش تصمیم گرفتند ریزجلبک هایی به نام کوکولیتوفورها را پرورش دهند. اعضای این گونه جلبک با ایجاد رسوبات کربنات کلسیم در طول فتوسنتز قادر به ایجاد سنگ آهک بیوژنیک هستند. محققان متوجه شدند که برخلاف سنگ آهک طبیعی که میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا در زیر زمین شکل بگیرد، نسخه بیوژنیک کوکولیتوفورها می‌تواند در زمان واقعی تولید شود.
علاوه بر این، کوکولیتوفورها در مقایسه با صخره های مرجانی که پروفسور اسروبار در تایلند مشاهده کرد، کربنات کلسیم را در زمان کمتری تولید کردند. مواد خام مورد نیاز برای تشکیل سنگ آهک بیوژنیک در آب دریا فقط شامل دی اکسید کربن محلول و نور خورشید بود. همچنین، از آنجایی که ریزجلبک‌ها می‌توانند هم در آب‌های شور و هم در آب‌های شیرین زنده بمانند، می‌توان از آنها برای رشد سنگ آهک تقریباً در هر نقطه از جهان استفاده کرد.
محققان ادعا می کنند که تولید سنگ آهک از کوکولیتوفورها آنقدر امکان پذیر است که اگر بخواهید کل تقاضای سیمان در ایالات متحده را برآورده کنید. تنها کاری که باید انجام دهید این است – اجازه دهید کوکولیتوفورها در یک فضای آبی که مساحتی حدود دو میلیون هکتار را پوشش می دهد، شکوفا شوند. این تنها 0.5 درصد از کل زمین موجود در کشور را می گیرد.
با کمال تعجب، تولید سیمان از سنگ آهک بیوژنیک نه تنها کربن خنثی است، بلکه کربن منفی نیز دارد زیرا ریزجلبک ها دی اکسید کربن را از محیط خارج کرده و آن را به شکل کربنات کلسیم ذخیره می کنند. بنابراین، بتن ساخته شده از این سیمان می تواند آغازگر دوره جدیدی از ساخت و ساز پایدار در سراسر جهان باشد.
برای صنعت، اکنون زمان حل این مشکل بسیار بد است. ما معتقدیم که یکی از بهترین راه حل ها، اگر نگوییم بهترین راه حل، برای صنعت سیمان و بتن برای حل مشکل کربن آن است.
پروفسور اسروبار برای نوآوری خارق‌العاده‌شان، جایزه شغلی بنیاد ملی علوم را در سال 2020 دریافت کرد و اخیراً، تیم او کمک مالی 3.2 میلیون دلاری از وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) دریافت کرد. آنها همچنین با بازیگران خصوصی همکاری کرده اند تا فعالیت های تحقیقاتی و تولیدی مرتبط با سنگ آهک بیوژنیک را افزایش دهند.
پروفسور اسروبار و همکارانش بر این باورند که مواد انقلابی آنها تمام پتانسیل این را دارد که جایگزین سنگ آهک استخراج شده و نجات سیاره از تمام آسیب های زیست محیطی شود.
