新的电解技术有望消除水泥生产过程中的大部分碳排放

波特兰水泥是最常见的水泥类型，通过研磨石灰石，将其与沙子和粘土混合，然后在极高的温度下（高达1450°C）加热。用于加热混合物的能量不仅会产生大量的二氧化碳，而且在此过程中，温室气体也会被石灰石本身释放出来。总之，这意味着每生产一千克水泥就释放出大约1千克的二氧化碳，全球每年的碳排放中，有8%是在制造水泥的过程中贡献的。

虽然有人认为混凝土最终会吸收其生产过程中排放的大部分二氧化碳，但从制造过程减少碳排放仍然不是一个坏主意。研究人员已经尝试改变成分比例，开发新的“ 地质聚合物 ”配方，或用环保型复合粘合剂代替水泥。

所有这些想法的问题在于最终结果是不同类型的混凝土。建筑行业在开始时可能不愿意开始使用不同的材料。因此，新研究的研究人员专注于改进常规工艺的一个步骤，使普通旧水泥更加环保，而无需改变材料本身。

新工艺不是加热磨碎的石灰石，而是使用电解槽，电极将水分子分解。这样做会在一个电极上产生酸，在另一个电极上产生碱。石灰石溶解在酸中，氢氧化钙在另一端以固体薄片形成。然后可以收获这些石灰薄片以生产水泥。当然，在该过程中仍然会产生二氧化碳，因为石灰石溶解。但它不会释放到空气中 - 相反，它可以被捕获，因为它是纯净的，可用于其他目的，例如制造液体燃料或碳酸饮料。该团队甚至表示，它可以与同一系统产生的氧气结合，然后燃烧，为新的水泥制造过程提供燃料。

研究人员在实验室中展示了该技术，并证明它在小规模上是有效的。该团队表示，它可以很容易地扩大规模，但它仍然只是制造水泥的更大过程的一部分。在现实世界中实施之前还需要做更多的工作，但这是一个很有希望的步骤。

该研究发表在《PNAS》期刊上。