最新科技大量減少了水泥生產過程中的排碳量

混凝土用途廣泛，價格低廉，非常堅硬，幾乎可以澆鑄成任何形狀。混凝土基本上僅由沙子、礫石、水和水泥粘合劑所組成。水泥粘合劑是由石灰、粘土和一些其他成分煅燒而成，在硬化過程中形成穩定的矽酸鈣水合物，這些水合物是影響混凝土性質的原因。

然而，問題就在於石灰（碳酸鈣; CaCO3）。因為每產生一個氧化鈣（CaO; 俗稱生石灰）分子，就會釋放一個二氧化碳(CO2)分子 。全球每年生產約 45 億噸水泥，這相當於產生 27 億噸 二氧化碳。這占了一半的年度二氧化碳的排放量。中國約佔水泥生產排放量的 50%，德國約佔 1.5%。

德國美因茨的化學家現在開發出了一種新方法，可以大幅減少水泥生產中的二氧化碳排放。在這個過程中，生石灰不再在燃煤窯中轉化為生石灰，而是簡單地與固體矽酸鈉 (Na2SiO3）一起研磨。此研磨步驟產生一種“活化”中間體，其中包含均勻分佈的水泥成分。當與氫氧化鈉溶液反應時，會形成結構類似於矽酸鈣水合物的產物。水泥漿的形成和會與水的凝結透過複雜的級聯反應進行。

雖然石灰的煅燒需要 1,000 至 1,500 攝氏度的溫度，但研磨步驟在室溫下進行。在每噸/120 千瓦時，研磨傳統水泥的機械所需的能量僅為煅燒過程的 10% 左右。然而，這僅相當於在水泥生產中，燃燒化石燃料所節省的能源和相關的二氧化碳排放。更重要的是，跳過石灰煅燒，可以地避免千兆噸級的氧化碳排放。由於研磨法是水泥行業的標準操作過程之一，因此可從實驗室應用到工業所需的規模。但在工業化量產之前，必須進一步考慮開發、設計、維護和各種其他參數。 但這個新方法已為減少水泥生產過程中的二氧化碳，提供了一個新方向。