Phát minh về "chất phụ gia 500 độ C" cho xi măng có thể rung chuyển ngành xây dựng toàn cầu

[Cupcake01]

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Hợp Phì (Trung Quốc) vừa tìm ra cách thu giữ CO2 bên trong xi măng, đồng thời cải thiện độ bền cho bê tông từ một loại phế phẩm nông nghiệp.

Đột phá này mở ra một con đường công nghệ xanh đầy hứa hẹn cho lĩnh vực xây dựng toàn cầu, IE thông tin ngày 27/11/2025.

Than sinh học nói chung đã nổi lên như một vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường nhờ ưu điểm như cô lập carbon và cải thiện hiệu suất.

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng than sinh học được xử lý đặc biệt một cách sáng tạo như một "phụ gia chức năng", không chỉ có khả năng cải thiện các đặc tính cơ học của xi măng mà còn tăng đáng kể khả năng hấp phụ CO2 của nó.
Cụ thể, họ đã làm thế nào?

Các nhà khoa học Trung Quốc tập trung vào việc biến đổi than sinh học có nguồn gốc từ rơm ngô thông qua quá trình nhiệt phân ở các nhiệt độ khác nhau.

Quá trình này tạo ra các mẫu biochar với các tính chất vật lý và hóa học khác nhau, mỗi mẫu được phân tách chiến lược thành các thành phần chính được gọi là các hạt lắng đọng (SP).

Than sinh học biến tính này được xử lý bằng dung dịch kiềm, nhằm mục đích cải thiện các đặc tính cấu trúc của chúng. Các thử nghiệm tiếp theo về khả năng hấp phụ CO2 qua mức nhiệt 500 độ C cho thấy các hạt lắng đọng thể hiện hiệu suất vượt trội so với than sinh học chưa qua xử lý.

Kết quả: "Chất phụ gia" - là các hạt lắng đọng - qua xử lý ở nhiệt 500 độ C và kiềm hóa này không chỉ thu giữ CO2 hiệu quả hơn mà còn đẩy nhanh quá trình cacbonat hóa bên trong xi măng. Quá trình cacbonat hóa này làm đặc cấu trúc vi mô, tạo ra bê tông chắc hơn, bền hơn.

Tác giả chính, Tiến sĩ Binglin Guo cho biết, hạt SP đó có thể giảm sử dụng clinker, là phần có hàm lượng carbon cao nhất trong quá trình sản xuất xi măng.

Xi măng, nền tảng của xây dựng hiện đại, đang bị xem xét kỹ lưỡng về tác động môi trường. Quy trình sản xuất xi măng bao gồm việc nung đá vôi, thải ra một lượng lớn CO2 - ước tính chiếm gần 8% tổng lượng khí thải toàn cầu.

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã phải vật lộn để tìm ra công nghệ thu giữ nó có hiệu quả ở quy mô lớn. Tuy nhiên, nhiều hệ thống vẫn quá đắt đỏ, quá tốn năng lượng hoặc quá phức tạp để tích hợp vào các dây chuyền sản xuất thực tế.

Do đó, đột phá mới của các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Hợp Phì đã chứng minh được một chiến lược có thể mở rộng để đưa khả năng thu giữ carbon trực tiếp vào công thức xi măng, có khả năng định hình lại cách thiết kế vật liệu xây dựng hướng tới tương lai ít carbon.

Các chuyên gia đánh giá đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển xi măng thân thiện với môi trường nói riêng và ngành xây dựng nói chung.

Nếu được áp dụng ở quy mô công nghiệp, xi măng trộn than sinh học có khả năng chuyển đổi ngành xây dựng từ một nguồn phát thải lớn thành một lĩnh vực chủ động hấp thụ và lưu trữ carbon, qua đó góp phần đáng kể vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu; đồng thời tạo lợi thế cạnh tranh bền vững trong quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế xanh.