加點橄欖石造出負碳水泥

近日，一項發表于英國《皇家學會開放科學》的研究指出，一種名為橄欖石的礦物有助于制造負碳水泥。水泥生產會排放大量二氧化碳，新工藝有望幫助解決水泥巨大的碳足跡問題。

由橄欖石制成的水泥樣品。圖片來源：Helene Sandberg/Seratech

橄欖石是地幔的主要組成部分之一，在每個大陸上均有分布。英國Seratech公司的Sam Draper表示：“這是為數不多的千兆噸級礦物之一。”該公司已為一種將橄欖石轉化為水泥的工藝申請了專利。

在水泥生產過程中，大多數二氧化碳排放發生在加熱石灰石以產生熟料——水泥中的一種黏合劑，以及燃燒化石燃料產生熱量時。Seratech等數十家企業正在研發低碳水泥生產方法。

Draper和同事利用儲量豐富的橄欖石來代替一些常見的熟料。橄欖石含有二氧化硅，能使水泥更堅固耐用。從橄欖石中還可以提取硫酸鎂，它與二氧化碳反應形成能螯合氣體的礦物。

研究人員通過將粉末狀橄欖石溶解在硫酸中，提取出這些化合物。在分離二氧化硅和硫酸鎂后，他們讓二氧化碳在鎂漿中起泡，形成三水菱鎂礦。為了擴大這一過程，水泥工廠會利用從排放源或空氣中捕獲的二氧化碳，使整個過程的碳為負。剩下的三水菱鎂礦可以回收制成新的建筑材料，比如磚。

研究人員估計，用這一過程中的二氧化硅代替普通水泥中35%的黏合劑，將產生碳中和水泥，而代替40%及以上的黏合劑將產生負碳水泥。Draper表示，目前的建筑標準允許這種材料取代高達55%的黏合劑。不過，研究人員尚未做出足夠多的材料進行測試。

相關論文信息：https://doi.org/10.1098/rsos.231645