Xi măng không phát thải được phát minh bởi nhóm nghiên cứu của Cambridge, các giáo sư của nhiều trường đại học lớn ở Vương quốc Anh, do Giáo sư Allwood đứng đầu. Sáng chế mới nhằm mục đích cho phép chuyển đổi nhanh chóng sang không phát thải dựa trên việc sử dụng các công nghệ hiện nay một cách khác biệt, thay vì chờ đợi các công nghệ năng lượng mới về lưu trữ hydro và carbon.
Thay thế xi măng ngày nay là một trong những thách thức khó khăn nhất trên hành trình hướng tới một khí hậu an toàn và không phát thải. Có nhiều lựa chọn để sản xuất xi măng giảm phát thải, chủ yếu dựa trên việc trộn xi măng phản ứng mới (clinker) với các vật liệu bổ sung khác. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa thể làm cho thành phần phản ứng của xi măng không có khí thải. Sáng chế mới lần đầu tiên đạt được điều này trong phạm vi các thông số của các quy trình công nghiệp đã được thiết lập.
Nguồn cảm hứng cho xi măng điện Cambridge đã đến với nhà phát minh Cyrille Dunant, khi ông nhận thấy rằng hóa học của xi măng đã qua sử dụng hầu như giống với hóa chất của chất chảy vôi được sử dụng trong các quy trình tái chế thép thông thường. Do đó, xi măng mới được sản xuất theo quy trình tái chế hiệu quả, không chỉ loại bỏ khí thải trong quá trình sản xuất xi măng mà còn tiết kiệm nguyên liệu thô, và thậm chí giảm lượng khí thải cần thiết trong quá trình sản xuất vôi sống.
Quá trình mới bắt đầu với chất thải bê tông từ việc phá dỡ các tòa nhà cũ. Vật liệu này được nghiền nhỏ để tách đá và cát tạo thành bê tông từ hỗn hợp bột xi măng và nước kết dính chúng lại với nhau. Bột xi măng cũ sau đó được sử dụng thay thế cho chất trợ dung trong quá trình tái chế thép. Khi thép nóng chảy, chất trợ dung tạo thành xỉ nổi trên thép lỏng, để bảo vệ nó khỏi oxy trong không khí. Sau khi thép tái chế được khai thác, xỉ lỏng được làm nguội nhanh chóng trong không khí và nghiền thành bột gần như giống với clinker là cơ sở của xi măng poóc lăng mới. Trong các thử nghiệm quy mô thí điểm của quy trình mới, nhóm nghiên cứu của Cambridge đã chứng minh quy trình tái chế kết hợp này và kết quả cho thấy rằng quy trình này có thành phần hóa học của một loại clinker được sản xuất theo quy trình ngày nay.
Phát minh ra xi măng đã được thưởng khoản tài trợ nghiên cứu mới trị giá 1,7 triệu bảng Anh từ EPSRC, cho phép các nhà phát minh hợp tác với Tiến sĩ Zushu Li tại Đại học Warwick và Tiến sĩ Rupert Myers tại Đại học Imperial, để khám phá khoa học cơ bản đằng sau quy trình mới. Khoản tài trợ mới sẽ tài trợ cho một nhóm các nhà nghiên cứu bổ sung, để thăm dò phạm vi chất thải bê tông có thể được chế biến thành xi măng điện Cambridge, đánh giá cách thức quá trình tương tác với quá trình luyện thép và xác nhận hiệu suất của vật liệu tạo thành.
Giáo sư Allwood cho biết, nếu Cambridge Electric Cement thực hiện đúng như lời hứa mà nó đã thể hiện trong các thử nghiệm ban đầu trong phòng thí nghiệm, thì đó có thể là một bước ngoặt trong hành trình hướng tới một khí hậu an toàn trong tương lai. Kết hợp tái chế thép và xi măng trong một quy trình duy nhất chạy bằng điện tái tạo, điều này có thể đảm bảo cung cấp các vật liệu cơ bản của xây dựng để hỗ trợ cơ sở hạ tầng của một thế giới không phát thải và cho phép phát triển kinh tế ở những nơi cần thiết nhất.
ximang.vn (TH/ Worldcement)
