全球變暖和經(jīng)濟適用房是公眾辯論的兩個主要話題。氣候保護是通過減少溫室氣體二氧化碳 (CO2) 的排放來實現(xiàn)的。住房是通過建造更多的住房而產(chǎn)生的。這需要混凝土，這是現(xiàn)代世界中最重要的建筑材料。乍一看，混凝土似乎沒有問題。它不含任何化石燃料，無毒，不會以塑料垃圾的形式漂浮在海洋中。但這種印象具有誤導性，因為水泥生產(chǎn)目前是全球最大的 CO2排放工業(yè)排放源，約占 8% 或 27 億噸 CO2每年。這是因為化石燃料(主要是煤)在 1,000 攝氏度左右的溫度下燃燒，并在 1,450 攝氏度左右燒結(jié)。
混凝土用途廣泛，價格低廉，堅硬，幾乎可以澆鑄成任何形狀。原則上，它僅由沙子、礫石、水和粘合劑水泥組成。后者是由石灰、粘土和其他一些成分煅燒而成，在硬化過程中形成穩(wěn)定的硅酸鈣水合物，這些水合物是混凝土性能的關鍵。
然而，問題恰恰在于石灰(碳酸鈣的煅燒3)，因為對于產(chǎn)生氧化鈣(CaO)的每個分子中，溫室氣體CO的所謂的“熟石灰”或“生石灰”，一個分子2是釋放。世界每年生產(chǎn)約 45 億噸水泥，這相當于產(chǎn)生 27 億噸 CO2。這相當于大約一半的年度CO2的所有運輸?shù)呐欧帕?。中國約占水泥生產(chǎn)排放的 50%，德國約占 1.5%。
通過用硅酸鈉研磨生石灰，避免了對環(huán)境有害的石灰煅燒
德國美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學 (JGU) 的化學家現(xiàn)已開發(fā)出一種方法，從長遠來看，該方法可以大幅減少水泥生產(chǎn)中的CO2排放。在這個過程中，生石灰 (CaCO3) 不再在燃煤窯中轉(zhuǎn)化為生石灰，而是簡單地與固體硅酸鈉 (Na2SiO3)。該研磨步驟產(chǎn)生一種“活化”的中間體，其中包含均勻分布的水泥成分。當與氫氧化鈉溶液反應時，會形成結(jié)構(gòu)類似于硅酸鈣水合物的產(chǎn)物。水泥漿的形成和與水的凝結(jié)通過復雜的級聯(lián)反應進行，其基本步驟已使用高科技方法進行分析闡明。
雖然石灰的煅燒需要 1,000 至 1,500 攝氏度的溫度，但研磨步驟在室溫下進行。在每噸 120 千瓦時，研磨傳統(tǒng)水泥的機械??能輸入僅為煅燒過程所用能量的 10% 左右。然而，這僅相當于在水泥生產(chǎn)中燃燒化石燃料所節(jié)省的能源和相關的 CO2排放。更重要的是，繞過石灰煅燒可以理想地避免千兆噸級的CO2排放。由于研磨是水泥行業(yè)的標準過程，因此可以想象從實驗室到工業(yè)規(guī)模實施該過程。
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