Découvertes révolutionnaires sur l'absorption du CO₂ par les matériaux à base de ciment

ParisLes chercheurs ont découvert que les matériaux à base de ciment peuvent aider à réduire le CO2 dans l'atmosphère. Ces matériaux capturent et stockent le CO2 grâce à un processus appelé carbonatation, qui forme des minéraux stables. Bien que de nombreuses études aient été menées, les scientifiques ne comprennent toujours pas entièrement comment ce processus fonctionne. Cette recherche, publiée dans The Journal of Physical Chemistry C, a utilisé de nouvelles méthodes pour montrer que les changements structurels et le mouvement de l'eau sont importants dans le processus de carbonatation.

Principaux résultats de l'étude :

• Les changements structurels liés au transport de l'eau et à la carbonatation jouent un rôle essentiel.
• L'utilisation de la résonance magnétique nucléaire (RMN) du ²⁹Si et de la relaxométrie du ¹H permet d'étudier le transport de l'eau dans les hydrates de silicate de calcium (C-S-H).
• Le processus de carbonatation est influencé par des facteurs tels que l'humidité relative (HR) et les ratios calcium/silicium (Ca/Si).

L'équipe de recherche, dirigée par le professeur associé Takahiro Ohkubo de l'Université de Chiba, a créé du C-S-H et les a exposés à du CO2 pur pour accélérer la carbonatation. Cette technique leur a permis d'observer des changements qui prendraient normalement des années à se produire. Comprendre ces transformations pourrait mener à des matériaux de construction améliorés capables d'absorber de grandes quantités de CO2.

L'étude a révélé que le rapport Ca/Si et les niveaux d'humidité influencent fortement le processus de carbonatation. Une faible humidité et des rapports Ca/Si élevés entraînent une diminution de la taille des pores, ce qui peut réduire la libération des ions calcium et de l'eau de la structure C-S-H. Cela rend la carbonatation moins efficace, d'où l'importance d'ajuster ces facteurs pour améliorer l'absorption de CO2.

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Cette recherche revêt une grande importance car elle analyse à la fois les changements structurels et le transfert de masse durant la carbonatation. En étudiant ces deux aspects, elle offre une meilleure compréhension du processus, ce qui pourrait contribuer à la création de nouveaux matériaux pour lutter contre le changement climatique.

Cette recherche a des implications qui dépassent les matériaux de construction. Les réactions de carbonatation se produisent également dans la nature, ce qui signifie que cette méthode pourrait nous aider à mieux comprendre ces processus naturels. En mettant en évidence les rôles de la structure et des facteurs de transport, cette étude pourrait mener à de nouvelles solutions pour des problèmes environnementaux majeurs.

Une nouvelle compréhension des interactions entre le ciment et le dioxyde de carbone pourrait aider à créer de meilleurs systèmes de capture du carbone. Cette recherche démontre que le ciment pourrait jouer un rôle clé dans la réduction du CO2 dans l'atmosphère. L'utilisation de techniques avancées, comme la RMN, pour étudier ces interactions représente une avancée significative en science des matériaux et en ingénierie environnementale.