Хранение углерода в строительных материалах может спасти планету

Для борьбы с изменением климата уже недостаточно сокращать выбросы углекислого газа — теперь необходимо активно удалять CO2 из атмосферы.

Чтобы восстановить уровень CO2 в атмосфере до безопасного значения 350 ppm, эквивалентного концентрации в 1988 году, необходимо удалить около 400 миллиардов тонн углерода. Это колоссальное количество соответствует примерно 1 500 миллиардам тонн CO2.

Для борьбы с этой насущной климатической проблемой ученые из Empa разрабатывают новаторское решение по хранению углерода, которое превращает избыточный углерод в строительные материалы, такие как бетон и асфальт.

Этот инновационный подход не только помогает безопасно хранить углерод, но и превращает его в ценные ресурсы, прокладывая путь к устойчивой и экономически выгодной стратегии восстановления уровня CO2 в атмосфере до безопасных пределов.

Роль строительных материалов в хранении углерода

Исследователи Empa предлагают использовать избыточную возобновляемую энергию для преобразования CO2 в углеродные материалы, такие как полимеры, водород и твердый углерод.

Затем эти материалы могут быть включены в широко используемые строительные компоненты для хранения углерода. Среди них бетон является идеальным кандидатом благодаря своей способности поглощать значительные объемы углерода без ущерба для структурной целостности.

Во всем мире спрос на строительные материалы, такие как бетон, асфальт и пластик, значительно превышает количество избыточного атмосферного углерода.

Это делает стратегию не только осуществимой, но и масштабируемой. Однако оптимизация способов эффективного и устойчивого внедрения углерода в эти материалы остается важнейшей задачей.

Преимущества перед традиционными методами хранения

По сравнению с подземным хранением углерода, интеграция углерода в строительные материалы имеет явные преимущества.

Такие материалы обеспечивают долгосрочную стабильность, снижают риск возникновения опасных ситуаций, таких как пожары, и могут быть повторно использованы в нескольких циклах переработки до безопасной утилизации.

Кроме того, материалы, обогащенные углеродом, заменяют традиционные варианты, выделяющие CO2, создавая двойную выгоду — хранение и сокращение выбросов.

Этот подход также соответствует децентрализованному внедрению, позволяя различным регионам принимать и адаптировать методику в зависимости от местных ресурсов и потребностей.

Кроме того, использование углерода для производства передовых материалов, таких как полимеры и графен, повышает экономическую ценность процесса, делая его одновременно экологически и финансово выгодным.

Карбид кремния: ключ к ускоренному поглощению углерода

Карбид кремния, керамический материал с исключительными механическими свойствами, может ускорить процесс удаления углерода. Он связывает углерод на неопределенный срок, что делает его высокоэффективным накопителем.

Однако его производство требует значительных энергозатрат, что представляет собой как техническую, так и финансовую проблему.

Сочетая карбид кремния с пористыми углеродными заполнителями, исследователи стремятся повысить долговечность и способность бетона накапливать углерод.

Этот гибридный подход способен связывать до 10 гигатонн углерода в год, обеспечивая значительный прогресс в достижении целевого показателя 350 ppm CO2 в течение 50-150 лет.

Однако реализация этого оптимистичного сценария зависит от наличия большого количества возобновляемых источников энергии после 2050 года.

Экономические и экологические преимущества хранения углерода

Инициатива Empa «Добыча в атмосфере» предусматривает создание экономики, связывающей углерод, в которой атмосферный CO2 станет ценным сырьем.

Углерод, улавливаемый из воздуха, может использоваться для производства таких дорогостоящих продуктов, как углеродные волокна и нанотрубки, а также строительных материалов.

По окончании жизненного цикла эти материалы могут храниться долгое время, гарантируя, что уловленный углерод не попадет в атмосферу.

Кроме того, синтетический метан, полученный из уловленного CO2, дает еще одно преимущество: возможность транспортировать возобновляемую энергию из богатых солнцем регионов в районы с сезонным дефицитом энергии. Это решение может произвести революцию в распределении энергии и еще больше сократить выбросы парниковых газов.

Превращение углерода в возможности

Для широкого распространения технологии аккумулирования углерода в строительных материалах необходимы значительные достижения в области исследования материалов и использования возобновляемых источников энергии. Необходимо разработать процессы, позволяющие эффективно работать с нестабильными и децентрализованными источниками энергии.

Кроме того, политическая поддержка, экономические стимулы и новые бизнес-модели будут иметь решающее значение для того, чтобы этот инновационный подход стал краеугольным камнем общества с нулевым уровнем выбросов углерода.

Преобразование избыточного атмосферного CO2 в строительные материалы — многообещающий путь борьбы с изменением климата.

Несмотря на сохраняющиеся проблемы, потенциал восстановления атмосферы до более безопасного уровня CO2 и перестройки промышленности делает эту инициативу достойной внимания.

Ранее ученые выяснили роль углерода в формировании земной атмосферы.

22.01.2025


Подписаться в Telegram



Дом

В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий
В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий

Проект, который поможет использовать современн...

Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Мордовские ученые создали бетон нового поколения

Новый вид бетона, который сам уплотн...

Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни
Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни

До 249 жизней можно было бы спасти в ...

Знак качества: построено из песка и бактерий
Знак качества: построено из песка и бактерий

Исследователи успешно вырастили бактериальные ...

Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений
Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений

Ученые Института промышленных наук IIS Токийск...

Дома будущего будут расти как грибы
Дома будущего будут расти как грибы

Ученые в надежде снизить воздействие стро...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид