فريق بحثي إسباني يكتشف أن معجون الأسمنت يمكنه تخزين 15% من وزنه من ثاني أكسيد الكربون

أخبار ar.wedoany.com، توصل فريق بحثي من معهد أبحاث الطاقة العالمي التابع للمجلس الأعلى للبحوث العلمية في إسبانيا (CSIC) إلى نتائج بحثية نشرت في مجلة "نيتشر إنيرجي" (Nature Energy) تفيد بأن معجون الأسمنت البورتلاندي العادي يمكنه تخزين كمية من ثاني أكسيد الكربون تعادل 15% من وزنه تحت ظروف محكومة. قاد الدراسة ماثيو هاينز (Matthew Hines).

يُنتج قطاع الأسمنت العالمي نحو 4 مليارات طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا، مما يجعله أكبر مصدر فردي للانبعاثات الكربونية الصناعية على الإطلاق. تُعد الخرسانة أكثر المواد المصنّعة من حيث حجم الإنتاج على وجه الأرض، وتعتمد تقليديًا على الأسمنت كمكوّن رابط، ويمثل قطاع الأسمنت نحو 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ على المستوى العالمي.

وضع الفريق البحثي معجون الأسمنت البورتلاندي العادي تحت ظروف مختبرية محكومة، حيث تم تعريضه لبيئة بتركيز ثاني أكسيد كربون بنسبة 20%، ورطوبة نسبية 60%، ودرجة حرارة 30 درجة مئوية، لمدة 30 يومًا متواصلًا. وأظهرت النتائج أن معجون الأسمنت يمكنه تخزين كمية من ثاني أكسيد الكربون تعادل 15% من وزنه.

أظهر تحليل آليات التخزين أن ثاني أكسيد الكربون يمكنه التغلغل في طبقات تدرج الكثافة، وتحدث تفاعلات الكربنة داخل المادة. أثناء عملية الكربنة المستمرة، تترسب معادن كربونات الكالسيوم المُتكوّنة حديثًا في المسام الداخلية، مما يؤكد مسارات انتشار ثاني أكسيد الكربون. كما حددت الدراسة الخصائص البنيوية الدقيقة الرئيسية التي تتحكم في مسارات انتشار ثاني أكسيد الكربون، وهي القنوات الرئيسية التي تنظم امتصاص الرطوبة وتفاعلات الكربنة.

فيما يتعلق بالخصائص الميكانيكية، حافظت العينات على استقرار أدائها، حيث انخفضت قوة الانحناء بمتوسط 12%، وانخفضت قوة الضغط بمتوسط 10% خلال فترة المعالجة البالغة 35 يومًا. ويرى الباحثون أن هذا الفقد في القوة يُعد مقايضة مقبولة.

في ظل الأهداف المناخية الحالية، لا يزال إزالة الكربون بشكل عميق من مرحلة إنتاج الأسمنت يمثل تحديًا كبيرًا. يرى الفريق البحثي أن الاستفادة من قدرة الأسمنت على تخزين الكربون يمكن أن تكون أحد المسارات نحو مباني ذات صافي انبعاثات كربونية أقل. وتجدر الإشارة إلى أن هناك عوامل إضافية تنتظر التقييم الكمي، مثل التأثيرات طويلة المدى للزمن والكربنة على القوة في ظل الظروف البيئية الحقيقية، ولم يحلل هذا البحث سوى جزء منها.