Här är betongen som ger minusutsläpp – med hjäp av biokol

Vad har hänt?

Två forskare vid Washington State University har blandat in biokol i vanlig cement. Biokol bildas när biomassa värms upp i en syrefattig miljö, så kallad pyrolys.

I den amerikanska studien tillverkades biokolet av organiskt avfall och förstärktes sedan med spillvatten från betongtillverkning.

Biokolet absorberade koldioxid från luften, motsvarande 23 procent av sin egen vikt, och nådde samtidigt en styrka som var jämförbar med vanlig cement.

Varför är det bra?

Forskningen skulle kunna leda till betydande minskningar av koldioxidutsläppen från betongindustrin, som är en av de största utsläpparna i tillverkningsindustrin.

– Vi är mycket glada över att det här kommer att bidra till att nå målet om byggnader med nettonollutsläpp, säger Xianming Shi, en av forskarna, i ett pressmeddelande.

Varje år tillverkas mer än 4 miljarder ton cement världen över. Vid tillverkningen behövs höga temperaturer och förbränning av bränslen. Kalksten som används som råvara i tillverkningen släpper ifrån sig koldioxid. Cementtillverkning anses svara för ungefär 8 procent av de totala globala koldioxidutsläppen från mänsklig aktivitet.

Ett vanligt sätt att minska utsläppen från betong är att ersätta en del av cementen med restprodukter, till exempel flygaska från kolkraftverk eller slagg från stålindustrin. I det här fallet har de amerikanska forskarna alltså använt biokol.

Har detta gjorts tidigare?

Även tidigare har forskare försökt använda biokol i cement för att göra den mer miljövänlig och minska utsläppen. Men bara en tillsats om 3 procent biokol ledde till att betongens styrka försämrades.

När Washington-forskarna behandlade biokolet med betongspillvatten lyckades de blanda in 30 procent biokol i cementen. Blandningen nådde en tryckhållfasthet om 27,6 MPa efter 28 dagar, vilket är jämförbart med vanlig betong.

– Vi vill hitta nya vägar för att använda avfallsströmmar för goda syften i betong. När vi har identifierat avfallsströmmar är nästa steg att se hur vi kan vifta med kemins trollspö och omvandla dem till en resurs, säger Xianming Shi i pressmeddelandet.

Hur gjorde forskarna?

Det frätande spillvattnet från betongtillverkning är ibland ett problematiskt avfall. Det är mycket alkaliskt men innehåller också mycket kalcium. Forskarna använde kalciumet för att framkalla bildande av kalciumkarbonat, vilket gynnar biokolet och så småningom betongen som innehåller biokolet.

– Vi demonstrerar mycket högre inblandning av biokol för att vi har kommit på hur vi ska förändra biokolets yta, säger Xianming Shi.

Biokol är ett mycket poröst material med stor yta. Kontakten med det kalciumrika spillvattnet och koldioxid från luften ledde till att kalciumkarbonat fälldes ut på biokolet och stärkte det.

Betong som tillverkas från materialet förväntas fortsätta att binda koldixoid under betongens livstid, vanligtvis 30 år i beläggning eller 75 år i en bro.

Studien har publicerats i Materials Letters. Forskarna har sökt ett provisoriskt patent på sina resultat.

LÄS MER

Han inspekterar skyddsrummen som ska hålla svenskar säkra

Dansk startup bygger förskola i Ukraina – med 3d-skrivare

MIT-forskare avslöjar hemligheten bakom romarnas extremt hållbara betong