8 Оновлене біовугілля здатне не лише поглинати вуглекислий газ усередині цементу, а й одночасно зміцнювати його, відкриваючи перспективний шлях до екологічного будівництва.
Дослідження, проведене вченими з Технологічного університету Хефей, показало, що модифіковане біовугілля, отримане з кукурудзяного бадилля, здатне не лише ефективно утримувати СО2, але й прискорювати карбонізацію цементу. Біовугілля — це пористий вуглецевий матеріал із високою питомою площею поверхні, відомий своєю стабільною структурою, однак раніше його розглядали як однорідну речовину. В реальності ж воно містить різноманітні внутрішні компоненти, зокрема осадові частинки (SP — sedimented particles), які поводяться інакше за звичайних фізико-хімічних умов.
Команда дослідників виділила SP і встановила, що саме вони демонструють найвищу здатність до адсорбції СО?. Завдяки поєднанню контрольованого піролізу та лужної модифікації вдалось отримати матеріал, який не тільки ефективно уловлює вуглекислий газ, а й активізує утворення кальциту — мінералу, відповідального за міцність цементу. «Цементна промисловість суттєво впливає на забруднення довкілля», — наголосила докторка Раймонда Кубілюйте, підкресливши потребу у зменшенні використання клінкеру — найвуглеємнішої частини цементу.
Під час експериментів використовували комплекс методів: BET-аналіз, FTIR-спектроскопію, спектроскопію Рамана, дифракцію рентгенівських променів (XRD), калориметрію, термічний аналіз, а також випробування на механічну міцність. Результати показали, що алкалізоване біовугілля, оброблене при 500°C (MBC500), мало найвищу ефективність у зв’язуванні СО2. Фізико-хімічна модель адсорбції — модель Аврамі — підтвердила швидке поверхневе поглинання з незначною хімічною взаємодією.
Встановлено, що введення помірної кількості SP покращує гідратацію цементу, ущільнює структуру і підвищує міцність. Натомість надмірне дозування призводить до надлишкової пористості та ослаблення матеріалу. «Ми показали, що оптимальна структура біовугілля може перетворити цемент на ефективне середовище для уловлювання вуглецю», — йдеться у висновках команди.
Окрім цього, дослідження демонструє подвійну екологічну вигоду — утилізацію агровідходів і зменшення загального вуглецевого сліду в будівництві. Завдяки простоті впровадження і масштабованості підходу, це відкриває шлях до створення нового покоління цементу, спроможного працювати як активний кліматичний інструмент.
