Banbrytande upptäckter om CO2-absorption i cementmaterial underlättar förståelsen av koldioxidinfångning.

StockholmForskare har upptäckt att material baserade på cement kan bidra till att minska mängden CO2 i atmosfären. Dessa material fångar in och lagrar CO2 genom en process som kallas karbonatisering, vilken bildar stabila mineraler. Trots ett stort antal studier förstår forskare fortfarande inte helt hur detta fungerar. Denna forskning, publicerad i The Journal of Physical Chemistry C, använde nya metoder för att visa att strukturella förändringar och vattnets rörelse är viktiga i karbonatiseringsprocessen.

Viktiga resultat från studien är:

• Vattentransportens roll och de strukturella förändringar som är förknippade med karbonatisering är av stor betydelse.
• Användning av 29Si-kärnmagnetisk resonans (NMR) och 1H NMR-relaxometri underlättar studiet av vattentransport i kalciumsilikathydrater (C-S-H).
• Karbonatiseringsprocessen påverkas av faktorer som relativ luftfuktighet (RH) och kalcium-till-kisel-förhållanden (Ca/Si).

Forskargruppen under ledning av docent Takahiro Ohkubo vid Chiba University utvecklade C-S-H och utsatte dem sedan för ren koldioxid för att påskynda karbonatiseringen. Denna metod gav dem möjlighet att observera förändringar som vanligtvis skulle ta många år att uppstå. Att förstå dessa förändringar kan leda till bättre byggmaterial som kan absorbera stora mängder koldioxid.

Studien visade att förhållandet mellan kalcium och kisel (Ca/Si), samt luftfuktighet, i hög grad påverkar karbonatiseringsprocessen. Lägre luftfuktighet och högre Ca/Si-förhållanden leder till mindre porstorlekar, vilket kan minska frisättningen av kalciumjoner och vatten från C-S-H-strukturen. Detta gör karbonatiseringen mindre effektiv, så det är viktigt att justera dessa faktorer för bättre absorption av koldioxid.

Läs också:

Idag · 13:15

Ny forskning: Kvantfysik revolutionerar omvandling av spillvärme till elenergi med över 60 % effektivitet

Denna studie är betydelsefull eftersom den undersöker både strukturella förändringar och massöverföring under karbonatisering. Genom att beakta båda aspekterna ger den en djupare förståelse av processen, vilket kan bidra till att utveckla nya material för att bekämpa klimatförändringar.

Denna forskning har betydelse utöver byggnadsmaterial. Karbonatiseringsreaktioner sker även i naturen, vilket innebär att denna metod kan hjälpa oss att bättre förstå dessa naturliga processer. Genom att lyfta fram strukturens och transportens roller kan denna studie leda till nya lösningar på stora miljöproblem.

Den nya insikten om hur cement interagerar med koldioxid kan bidra till att utveckla effektivare koldioxidinfångningssystem. Forskningen visar att cement kan spela en viktig roll när det gäller att minska mängden CO2 i atmosfären. Användning av avancerade tekniker som NMR för att studera dessa interaktioner utgör ett stort framsteg inom materialvetenskap och miljöteknik.