Individuato un modo per eliminare le emissioni di carbonio dalla produzione di cemento, importante fonte di gas a effetto serra

I ricercatori del MIT hanno individuato un modo per eliminare le emissioni di carbonio dalla produzione di cemento, un’importante fonte globale di gas a effetto serra.

È noto che la produzione di cemento, il principale materiale da costruzione al mondo, è una delle principali fonti di emissioni di gas serra, pari a circa l’8 percento di tutte queste emissioni. Se la produzione di cemento fosse un Paese, sarebbe il terzo emettitore mondiale.

Un team di ricercatori del MIT (L’Istituto di tecnologia del Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology, MIT) è una delle più importanti università di ricerca del mondo con sede a Cambridge, nel Massachusetts (Stati Uniti d’America) ha escogitato un nuovo sistema che indirizza il percorso idoneo verso il cemento privo di emissioni

L’effetto del MIT è un modo per eliminare le emissioni di carbonio dalla produzione di cemento, l’importante fonte globale di gas a effetto serra

È noto che la produzione di cemento, il principale materiale da costruzione al mondo, è una delle principali fonti di emissioni di gas serra, pari a circa l’8 percento di tutte queste emissioni.

I risultati sono stati riportati sulla rivista PNAS in un articolo di Yet-Ming Chiang, il professore di scienza e ingegneria dei materiali del Kyocera al MIT, con Leah Ellis postdoc, lo studente laureato Andres Badel e altri.

“Per ogni chilogrammo di cemento prodotto oggi viene rilasciato circa 1 kg di anidride carbonica”, afferma Chiang.

Sono 3/4 gigatoni (miliardi di tonnellate) di cemento e quindi di emissioni di anidride carbonica, quelle prodotte ogni anno, e tale quantità dovrebbe crescere.

A seguito di tali studi si prevede che il numero di edifici in tutto il mondo raddoppierà entro il 2060, il che equivale a “costruire una nuova città di New York ogni 30 giorni”.

E la merce è ora molto economica da produrre: costa solo circa 13 centesimi per chilogrammo, cosa che lo rende più economico dell’acqua in bottiglia.

Quindi è una vera sfida trovare modi per ridurre le emissioni di carbonio del materiale senza renderlo troppo costoso.

Chiang e il suo team hanno trascorso l’anno 2018 alla ricerca di approcci alternativi, e hanno avuto l’idea di utilizzare un processo elettrochimico per sostituire l’attuale sistema dipendente dai combustibili fossili.

 

Il cemento Portland ordinario, la varietà standard più utilizzata, viene prodotto macinando il calcare e quindi cuocendolo con sabbia e argilla a calore elevato, che viene prodotto bruciando carbone.

Il processo produce anidride carbonica in due modi diversi: dalla combustione del carbone e dai gas rilasciati dal calcare durante il riscaldamento.

Ognuno di questi produce un contributo approssimativamente uguale alle emissioni totali.

Il nuovo processo studiato dal MIT eliminerebbe o ridurrebbe drasticamente entrambe le fonti.

Sebbene sia stato dimostrato il processo elettrochimico di base in laboratorio, il processo definitivo per rendere tutto ciò attuabile richiederà tempo e lavoro prima di essere utilizzato su scala industriale.

Innanzitutto, il nuovo approccio potrebbe eliminare l’uso di combustibili fossili per il processo di riscaldamento, sostituendo l’elettricità generata con fonti pulite e rinnovabili.

“Il team evidenzia che in molte aree geografiche l’elettricità rinnovabile è l’elettricità a basso costo che abbiamo oggi e il suo costo è ancora in calo”

Il nuovo processo produrrà lo stesso prodotto cementizio.

Il team si è reso conto che cercare di ottenere l’accettazione per un nuovo tipo di cemento – qualcosa che molti gruppi di ricerca hanno perseguito in diversi modi – sarà una battaglia in salita, considerando quanto ampiamente sia usato il materiale in tutto il mondo e quanto siano riluttanti i costruttori a provare materiali nuovi, relativamente non testati.

Il nuovo processo è incentrato sull’uso di un elettrolizzatore, qualcosa che molte persone hanno incontrato durante le lezioni di chimica del liceo, in cui una batteria viene collegata a due elettrodi in un bicchiere d’acqua, producendo bolle di ossigeno da un elettrodo e bolle di idrogeno dall’altro mentre l’elettricità divide le molecole d’acqua nei loro atomi costituenti.

È importante sottolineare che l’elettrodo in evoluzione dell’ossigeno dell’elettrolizzatore produce acido, mentre l’elettrodo in evoluzione dell’idrogeno produce una base.

Nel nuovo processo, il calcare polverizzato viene dissolto nell’acido in corrispondenza di un elettrodo e viene rilasciato biossido di carbonio di elevata purezza, mentre l’idrossido di calcio, generalmente noto come calce, precipita come solido dall’altro.

L’idrossido di calcio può quindi essere utilizzato in un’altra fase per produrre il cemento, che è principalmente silicato di calcio.

L’anidride carbonica, sotto forma di un flusso puro e concentrato, potrebbe, quindi, essere facilmente intercettata e sfruttata per produrre prodotti quali il combustibile liquido per sostituire la benzina, o utilizzata per applicazioni quali il recupero dell’olio o anche le bevande gassate e il ghiaccio secco.

Il risultato è che nessun biossido di carbonio viene rilasciato nell’ambiente dall’intero processo, afferma Yet-Ming Chiang, il professore di scienza e ingegneria dei materiali del Kyocera al MIT; si arriverà così ad eliminare l’anidride carbonica emessa dalle cementerie convenzionali, che è altamente responsabile dell’inquinamento attuale.

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