Výroba cementu patrí k najväčším zdrojom znečistenia ovzdušia na svete, no objavujú sa aj ekologickejšie riešenia. Čínski výskumníci prinášajú novú metódu, ktorá by mohla znamenať zásadný prelom pri dekarbonizácii priemyslu. Nový prístup využíva oceľový odpad a metán, ktoré dokážu znížiť emisie oxidu uhličitého v kľúčovej fáze výroby cementu až o 80 %. O téme informoval portál Interesting Engineering.

Nový postup vo výrobe

Pri výrobe cementu vzniká približne 60 % emisií CO₂ rozkladom uhličitanu vápenatého (CaCO₃). Doterajšie zlepšenia sa sústreďovali na modernejšie vypaľovacie pece či alternatívne palivá ako biomasa či vodík, avšak základná chemická reakcia zostávala rovnaká a emisie vysoké.

Výskumníci z Dalian Institute of Chemical Physics používajú odpad z oceliarní a metán ako katalyzátory pri výrobe cementu. Najprv vyrobili syntetický oceliarsky odpad zo železa, hliníka a zinku, ktorý napodobňuje skutočné trosky a kaly z hutníctva. Po zmiešaní s uhličitanom vápenatým v metánovej atmosfére reakcia rozložila CaCO₃ a zároveň vytvorila syntézny plyn – zmes vodíka (H₂) a oxidu uhoľnatého (CO), ktorú možno využiť v energetike a chemickom priemysle.

Science China Press

Po reakcii nie je potrebné katalytický materiál odstraňovať, čo znamená, že celý proces je kompatibilný s existujúcimi výrobnými linkami, čím sa znižuje množstvo odpadu a zjednodušuje implementácia technológie v priemyselnom meradle.

Štúdia tiež popisuje dva odlišné mechanizmy reakcie, kde prvý prebieha priamo, keď sa metán viaže na uhlíkovo-kyslíkovú väzbu na rozhraní medzi vápnikom a železom, pričom vzniká oxid uhoľnatý (CO) a vodík (H₂). Druhý mechanizmus je dvojfázový: CaCO₃ sa najprv rozloží na oxid vápenatý (CaO) a CO₂, pričom oxid uhličitý reaguje s aktivovaným metánom. Prítomnosť hliníka a zinku pomáha rozšíriť povrch katalyzátora a rovnomerne rozložiť aktívne miesta s oxidom železa, čo ďalej zvyšuje efektivitu reakcie.

Zásadný objav, ktorý by mohol zmeniť priemysel

Predbežné výsledky naznačujú, že nový prístup by mohol znížiť emisie až o 80 % oproti tradičnému rozkladu CaCO₃, čo predstavuje jeden z najnádejnejších krokov k hlbokej dekarbonizácii cementárskeho priemyslu.

Výskumníci veria, že ich práca rieši nielen naliehavý problém emisií v cementárstve, ale zároveň otvára nové možnosti využitia priemyselného odpadu ako nástroja udržateľnej inovácie.

„Ako svet zápasí s výzvami klimatickej zmeny, tento prelom by mohol pripraviť cestu k ekologickejšej a udržateľnejšej budúcnosti cementárskeho priemyslu,“ uviedli vedci.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia