يمكن تصنيع الأسمنت السلبي للكربون باستخدام معدن يساعد على احتجاز ثاني أكسيد الكربون

يمكن لمعدن وفير يسمى الأوليفين أن يساعد في صنع الأسمنت السلبي للكربون. يمكن أن تساعد هذه العملية في معالجة البصمة الكربونية الكبيرة للأسمنت، حيث تساهم المادة بحوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.

يعد الزبرجد الزيتوني أحد المكونات الرئيسية لغطاء الأرض وتوجد احتياطياته في كل قارة. يقول سام دريبر، من شركة سيراتيك، وهي شركة مقرها المملكة المتحدة حصلت على براءة اختراع لعملية تحويل الأوليفين إلى أسمنت: “إنها واحدة من المعادن القليلة المتوفرة بمقياس الجيجاتون”.

وتعمل العشرات من الشركات الناشئة مثل شركة “Seratech” على تطوير أساليب منخفضة الكربون لإنتاج الأسمنت، مثل تكملة المنتجات الثانوية للصلب أو إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون المنبعث في إنتاج الأسمنت. تحدث معظم الانبعاثات عند تسخين الحجر الجيري لإنتاج الكلنكر، وهو مادة رابطة في الأسمنت، إلى جانب حرق الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة.

بحث دريبر وزملاؤه عن الأوليفين الأكثر وفرة لإيجاد بديل لبعض الكلنكر المعتاد. يحتوي الزبرجد الزيتوني على السيليكا، مما يجعل الأسمنت أقوى وأكثر متانة. ويمكن أيضًا استخلاص كبريتات المغنيسيوم منه، ويتفاعل هذا الملح مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين معادن تحبس الغاز.

واستخرج الباحثون هذه المركبات عن طريق إذابة مسحوق الأوليفين في حامض الكبريتيك. وبعد فصل السيليكا وكبريتات المغنيسيوم، قاموا بضخ ثاني أكسيد الكربون عبر ملاط ​​المغنيسيوم لتشكيل معدن يسمى نسكوهونيت. ولتوسيع نطاق العملية، يقول دريبر إن مصنع الأسمنت سيستخدم ثاني أكسيد الكربون المحتجز من مصدر الانبعاثات أو من الهواء، مما يجعل العملية بأكملها سلبية للكربون. يمكن إعادة تدوير بقايا النسكويهونيت إلى مواد بناء جديدة مثل الطوب.

وقدر الباحثون أن استبدال 35% من الأسمنت العادي في خليط خرساني بالسيليكا من هذه العملية من شأنه أن ينتج أسمنتًا محايدًا للكربون، في حين أن استبدال 40% أو أكثر سيجعله سلبيًا للكربون. يقول دريبر إن معايير البناء الحالية تسمح لهذا النوع من المواد باستبدال ما يصل إلى 55 في المائة من الأسمنت، على الرغم من أنه يقول إنهم لم ينتجوا بعد ما يكفي منه لإجراء اختبارات قوية.

تستخدم هذه العملية تفاعلات معروفة، كما يقول رافائيل سانتوس من جامعة جيلف في كندا، ولكنها تقدم طريقة جديدة و”معقولة” للجمع بينها. ومع ذلك، فإن بعض المواد الكيميائية المستخدمة قد يكون من الصعب إعادة تدويرها، كما يقول.