Инновационные строительные материалы превращают здания в поглотители углекислого газа

Экологичный материал для устойчивого будущего

Учёные из Вустерского политехнического института разработали ферментированный структурный материал, который способен поглощать углекислый газ из атмосферы и превращать его в минералы, затвердевающие за несколько часов. Этот инновационный материал может стать экологичной альтернативой традиционному бетону, обладающей высокой прочностью и возможностью вторичной переработки.

Технологии углеродного секвестра

Современные строительные технологии открывают возможности для превращения зданий в масштабные хранилища углекислого газа. Одним из ключевых направлений является использование биоугля в бетоне — добавление биочара, полученного из биомассы, позволяет запечатывать углерод внутри конструкций на длительный период. Также перспективным считается производство пластика на основе биомассы, который удерживает углерод, накопленный растениями в процессе фотосинтеза.

Другой важный подход включает создание самих строительных материалов из углекислого газа. Некоторые разработки позволяют не только улавливать CO2, но и использовать его как исходное сырьё для производства. Например, металлоорганические каркасные структуры (МОК/MOFs) демонстрируют высокую эффективность в захвате и удержании углекислого газа. Кроме экологических преимуществ, эти материалы могут обладать свойствами самовосстановления и повышенной противопожарной безопасностью.

Научные исследования и перспективы

Результаты исследования, проведённого в Калифорнийском университете в Дэвисе совместно со Стэнфордским университетом, были опубликованы в журнале Science. По данным работы, строительные материалы способны хранить миллиарды тонн углекислого газа, что способствует достижению глобальных целей по сокращению выбросов парниковых газов.

Элизабет Ван Ройен, ведущий автор исследования и бывшая аспирантка Калифорнийского университета в Дэвисе, отмечает: «Потенциал довольно велик. А что, если вместо традиционных методов хранения CO2, таких как закачка под землю или в океан, мы сможем использовать материалы, которые уже производим в больших количествах?»

В университете Калифорнии в Санта-Барбаре учёные вместе со Сэбби Миллер, доцентом кафедры гражданского и экологического строительства, и Стивом Дэвисом из Стэнфордского университета разрабатывают новый тип бетона, способного связывать углекислый газ непосредственно во время производства. Такой подход позволяет значительно снизить выбросы CO2 в атмосферу.

Практическое применение и экономический эффект

Традиционный бетон при производстве одного кубического метра выделяет около 330 килограммов углекислого газа, что составляет примерно 8% всех промышелственных выбросов. Новый ферментированный материал же улавливает более 6 килограммов CO2 при производстве такого же объёма, при этом затвердевает за несколько часов вместо недельного срока у бетона.

Разработанный материал идеально подходит для производства панелей, настилов на крышах и модульных строительных систем. Его можно использовать в программах восстановления после стихийных бедствий благодаря возможности быстро изготавливать блоки и модули. Кроме того, материал поддерживает ремонтные работы, что продлевает срок службы конструкций и снижает количество строительных отходов.

Перспективное применение инновационных материалов ожидается в различных секторах строительства — от мостовых конструкций до высотных зданий. Частичный переход на ферментированный материал и бетон с биоуглем способствует сокращению выбросов в строительной отрасли и переходу к углеродно-нейтральному производству.