CO2 je tichý zabijak planéty. Vedci objavili spôsob, ako zo skleníkového plynu urobiť stavebný materiál
Výskumníci zistili, že stiahnutím CO2 z atmosféry môžu vytvoriť dôležité prekurzory pre výrobu cementu.
Výskumníci z University of Michigan vyvinuli metódu, ktorá dokáže vytiahnuť oxid uhličitý z priemyselných odpadových produktov, ktoré znečisťujú našu atmosféru. Z tohto skleníkového plynu následne vedia vytvoriť niečo užitočné, prekurzory na výrobu cementu.
Ich jedinečná metóda sťahuje CO2 z atmosféry a premieňa ho na kovové oxaláty. Tieto látky vieme následne využiť pri výrobe cementu.
“Táto štúdia ukazuje, ako môžeme oxid uhličitý, o ktorom každý vie, že je odpadovým produktom s malou alebo nulovou hodnotou, upcyklovať na niečo cenné. Nepracujeme len s oxidom uhličitým tak, že ho pochovávame. Berieme ho z rôznych bodových zdrojov a pretvárame ho na niečo užitočné,” vyjadril sa Charles McCrory, jeden z autorov výskumu.
Najbežnejším typom cementu je takzvaný portlandský cement, ktorý sa bežne vyrába z vápenca a minerálov ako kremičitan vápenatý. Výroba portlandského cementu má zároveň pomerne veľkú uhlíkovú stopu. Preto sa autori štúdie zamerali na to, ako by mohli túto stopu využiť a vytvoriť z nej ďalšie užitočné materiály.
Vytváranie prekurzorov pre cement
Zistili, že oxid uhličitý, vyprodukovaný počas výroby cementu, sa skutočne dá premeniť na užitočné látky, ktoré by mohli pomôcť pri ďalšej výrobe cementu. Ako alternatívne prekurzory môžu výskumníci využiť kovové oxaláty. Použiť môžu olovo ako katalyzátor, ktorý spustí chemickú reakciu a pretvorí oxid uhličitý do kovových oxalátov. Tento proces si však vyžaduje obrovské množstvo olova, ktorý škodí nielen životnému prostrediu, ale aj zdraviu človeka.
Výskumníci však našli spôsob, ako pomocou polymérov ovládať prostredie v tesnej blízkosti olovených katalyzátorov. Tým drasticky znížili množstvo olova, ktoré potrebujú na spustenie reakcie. Ide o naozaj stopové množstvo olova, ktoré nájdeme v mnohých bezpečných komerčných produktoch, napríklad grafite alebo uhlíkových materiáloch.
Neprehliadni
“Špecializujem sa na kontrolu mikroprostredia okolo katalyzátorov. Ovládaním mikroprostredia môžem vyladiť aktivitu katalyzátorov. Zároveň sa nám podarilo dokázať, že kontrolou mikroprostredia okolo oloveného katalyzátoru sme drasticky dokázali znížiť množstvo olova, ktoré potrebujeme na premenu oxidu uhličitého na oxalát,” vyjadril sa McCrory.
Na výrobu oxalátu z oxidu uhličitého používajú výskumníci sústavu elektród. Na jednej elektróde sa oxid uhličitý premieňa na oxalát, čo je ión rozpustený v roztoku. Druhou elektródou je kovová elektróda, ktorá sa oxiduje a uvoľňuje kovové ióny, ktoré sa viažu s oxalátovým iónom a vyzrážajú ho z roztoku ako pevnú látku – oxalát kovu.
“Tieto kovové ióny sa spájajú s oxalátom a vytvárajú pevnú látku, ktorá sa vyzráža z roztoku. To je produkt, ktorý zhromažďujeme a ktorý sa môže primiešať do procesu výroby cementu. Kovové oxaláty predstavujú málo prebádanú oblasť – slúžia ako alternatívne cementotvorné materiály, prekurzory pre syntézu a dokonca aj riešenia na skladovanie oxidu uhličitého,” vysvetľujú vedci.
Dodávajú, že rôzne katalyzátory sa spravidla objavia náhodou a ich formulácia pre priemyselné procesy býva častokrát priveľmi komplikovaná. Výskumníci hovoria o “koktejloch”, ktoré sú objavované empiricky cez pokus a omyl. V rámci tejto štúdie objavili jasné náznaky, že aj stopové prvky olova môžu slúžiť ako katalyzátor. Preto veria, že existuje aj veľa ďalších prvkov, ktoré by mohli fungovať podobne.
Záchrana planéty
Keď vedci pretvoria oxid uhličitý na kovový oxalát, za normálnych podmienok sa nedostane do atmosféry opäť. Ide o pravý proces zachytenia, pretože z CO2, čo je plyn, výskumníci urobili pevnú látku. Zároveň ide o látku, ktorá je užitočná a môžu ju používať ďalej pri výrobe iných materiálov.
Autori sú presvedčení, že dokážu proces škálovať a priniesť ho vo väčšom merítku. Tomuto sa chcú venovať v ďalších výskumoch. Už čoskoro by sme teda mohli mať proces, ktorý nám pomôže zbaviť sa oxidu uhličitého v atmosfére. Tým by sme mohli efektívne bojovať proti globálnemu otepľovaniu a zároveň získať materiál, ktorý nám pomôže vytvoriť najpoužívanejší stavebný materiál na planéte.
