Scoperte rivoluzionarie nella cattura di CO2 dai materiali cementizi

RomeI materiali a base di cemento possono contribuire a ridurre la CO2 nell'atmosfera, secondo una recente scoperta dei ricercatori. Questi materiali catturano e immagazzinano CO2 attraverso un processo chiamato carbonatazione, che forma minerali stabili. Nonostante numerosi studi, gli scienziati non comprendono ancora completamente questo fenomeno. La ricerca, pubblicata su The Journal of Physical Chemistry C, ha utilizzato nuovi metodi per dimostrare che i cambiamenti strutturali e il movimento dell'acqua giocano un ruolo cruciale nella carbonatazione.

Principali risultati della ricerca includono:

• Il trasporto dell'acqua e i cambiamenti strutturali legati alla carbonatazione sono fondamentali.
• L'utilizzo della risonanza magnetica nucleare (NMR) del 29Si e della rilassometria NMR del 1H è essenziale per studiare il trasporto d'acqua negli idrati di silicato di calcio (C-S-H).
• Il processo di carbonatazione è influenzato da fattori come l'umidità relativa (RH) e i rapporti calcio-silicio (Ca/Si).

Il team di ricerca, guidato dal Professore Associato Takahiro Ohkubo dell'Università di Chiba, ha creato C-S-H ed esposto a CO2 pura per accelerare la carbonatazione. Questa tecnica ha permesso loro di osservare cambiamenti che normalmente richiederebbero molti anni. Comprendere questi cambiamenti potrebbe portare a materiali da costruzione migliori, capaci di assorbire grandi quantità di CO2.

Lo studio ha scoperto che il rapporto Ca/Si e i livelli di umidità influenzano notevolmente il processo di carbonatazione. Un'umidità più bassa e rapporti Ca/Si più alti portano a dimensioni di pori più ridotte, il che può limitare il rilascio di ioni di calcio e acqua dalla struttura C-S-H. Questo rende la carbonatazione meno efficace, quindi è fondamentale regolare questi fattori per migliorare l'assorbimento di CO2.

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Questo studio è rilevante poiché analizza sia i cambiamenti strutturali che il trasferimento di massa durante la carbonatazione. Esaminando entrambi gli aspetti, offre una comprensione più approfondita del processo, il che potrebbe contribuire alla creazione di nuovi materiali per combattere il cambiamento climatico.

Questa ricerca ha implicazioni che vanno oltre i materiali da costruzione. Poiché le reazioni di carbonatazione avvengono anche in natura, questo metodo potrebbe aiutarci a comprendere meglio tali processi naturali. Evidenziando i ruoli della struttura e dei fattori di trasporto, lo studio potrebbe portare a nuove soluzioni per i grandi problemi ambientali.

Una miglior comprensione di come il cemento interagisce con l'anidride carbonica può contribuire a creare sistemi di cattura del carbonio più efficienti. Questa ricerca dimostra che il cemento potrebbe giocare un ruolo cruciale nella riduzione della CO2 nell'atmosfera. L'uso di tecniche avanzate come la Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) per studiare queste interazioni rappresenta un grande progresso nella scienza dei materiali e nell'ingegneria ambientale.