一种廉价的成分可能会减少生产混凝土时对气候的影响

一种廉价的成分可能会减少生产混凝土时对气候的影响混凝土是由水泥和骨料混合而成的,骨料是石头和沙子等材料的颗粒状混合物。在窑中烧制石灰石、粘土和其他材料,产生我们熟悉的灰色粉末,即普通波特兰水泥(OPC)。在材料烧制时,以及在混合物受热时发生的化学反应中,会排放出二氧化碳。根据国家预拌混凝土协会的数据,每生产一磅(0.45公斤)混凝土会释放0.93磅(0.42公斤)的二氧化碳。虽然烧制过程可以从使用化石燃料修改为使用可再生能源的电力,但二氧化碳排放的第二个因素,即化学反应带来了更多挑战。当矿物混合物被加热到2552°F(1400°C)以上时,它从碳酸钙和粘土转变为熟料的混合物--主要是硅酸钙和二氧化碳。然后,这些二氧化碳逃逸到空气中。随着时间的推移,大气中的二氧化碳与混凝土中的氧化钙发生反应,在一个被称为碳化的过程中将二氧化碳矿化为碳酸钙。碳化作用与制造混凝土时发生的情况正好相反。虽然碳化使混凝土能够封存(捕获和储存)二氧化碳,但它也会削弱混凝土,特别是固化的混凝土,降低其内部碱度,导致用作加固的钢筋被腐蚀。固化是保持浇注混凝土内部水分水平的过程,这导致混凝土更坚固、更耐用、多孔性更低。麻省理工学院的一个研究小组已经设计出一种方法来解决早期阶段的二氧化碳问题,即在材料凝固之前的混凝土搅拌和浇筑过程中,通过引入一种非常便宜的成分:碳酸氢钠,又称小苏打。研究人员发现,通过添加碳酸氢钠替代品,与水泥生产有关的二氧化碳总量的15%可以在早期阶段被矿化。研究人员使用的复合材料是碳酸钙和水合硅钙的混合物,是一种全新的材料。该研究的通讯作者AdmirMasic说:"这一切都非常令人兴奋,因为我们的研究通过在生产和浇注过程中纳入二氧化碳矿化的额外好处,推进了多功能混凝土的概念。"此外,"新"混凝土的凝固速度更快,而不会失去任何机械性能。研究人员说,这将使建筑业能够更快地完成工作。早期阶段的混凝土碳化并不新鲜,但麻省理工学院的发现强调了在预固化阶段封存二氧化碳的能力。Masic说:"我们的新发现可以进一步与最近在开发低碳足迹的混凝土外加剂方面的其他创新结合起来,为建筑环境提供更加绿色,甚至是负碳的建筑材料,将混凝土从一个问题变成解决方案的一部分。"对这种混凝土的长期性能的研究正在进行。该研究发表在PNASNexus杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351985.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1351985.htm

相关推荐

封面图片

新配方制造的混凝土吸收的二氧化碳要比排放的多

新配方制造的混凝土吸收的二氧化碳要比排放的多制造水泥的过程需要非常高的温度,这通常需要燃烧燃料,过程中当然会排放二氧化碳。这可以通过改用可再生能源来部分抵消,但混合物中的化学反应也会释放大量的二氧化碳,这就更难避免了。据估计,水泥生产占人类二氧化碳排放总量的8%之多。科学家们一直在调整配方,试图减少混凝土的碳足迹,用石灰石代替火山岩,或添加二氧化钛、建筑垃圾、小苏打或采矿过程中通常被丢弃的粘土等成分。其他团队甚至尝试使用微藻来种植所需的石灰石。在新的研究中,WSU的研究人员调查了一种涉及生物碳的新方法,生物碳是一种由有机废物制成的木炭。虽然生物炭以前曾被添加到水泥中,但这次研究小组首先使用混凝土冲洗废水对其进行处理。这提高了它的强度,并允许更高比例的添加剂被混合进去。但最重要的是,生物炭能够从它周围的空气中吸收多达其自身重量23%的二氧化碳。在实验中,研究小组制造了含有30%处理过的生物炭的水泥,并发现由此产生的混凝土是负碳的--它实际上吸收的二氧化碳比生产该材料时排放的二氧化碳还要多。根据研究人员的计算,1公斤(2.2磅)30%的生物碳混凝土比其生产过程中释放的二氧化碳多出约13克(-0.5盎司)。这听起来可能不多,但考虑到普通混凝土通常每1公斤材料要释放约0.9公斤(2磅)的二氧化碳,有着鲜明的差异。研究人员李志鹏和史贤明与新型负碳混凝土的样品图/华盛顿州立大学研究小组说,如果在他们的分析中考虑到下游的差异,总收益可能会更好。例如,将生物炭用于像这种混凝土这样的环保目的,可以将其制成的生物质从可能释放更多二氧化碳的其他命运中转移出来。此外,新的混凝土预计将在其几十年的工作寿命中继续吸收二氧化碳。重要的是,生物炭混凝土还能保持其强度。当28天后测量时,混凝土的抗压强度为27.6兆帕(4,003磅/平方英寸),与普通混凝土差不多。研究人员计划继续优化和扩大该方法,并测试所产生的混凝土的抗风化和其他类型的损害的程度。该研究发表在《材料通讯》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355635.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355635.htm

封面图片

微软正在为其数据中心测试低碳混凝土

微软正在为其数据中心测试低碳混凝土"我们现在可以做的事情就是货比三家。"微软数据中心研究高级总监肖恩-詹姆斯(SeanJames)表示:"你知道,混凝土供应商A可能比混凝土供应商B的体现碳[排放量]更低。我们相信,数据中心行业可以引领其他建筑行业采用这些材料。"在华盛顿州的昆西,微软正在测试未来型混凝土混合物,希望其二氧化碳排放量只有传统混凝土的一半。今年1月,作为试点项目的一部分,微软在其一个数据中心外浇筑了不同种类的混合物,使其硬化成混凝土板。在接下来的几个月里,他们将对这些混凝土板进行观察,以了解它们在未来用于建造数据中心时的表现。通常情况下,水泥是通过一个装满石灰石和其他材料的窑炉烧制而成的。这一过程会通过两种方式产生二氧化碳排放:一是通过燃烧能源加热窑炉,二是通过加热石灰石时发生的化学反应。在昆西,微软正在尝试几种不同的策略来减少这些排放。其中一种混凝土混合物是用煤炭公司的粉煤灰和其他工业废料制成的。他们希望通过添加工业废料作为原料,减少水泥中的碳排放。科罗拉多大学博尔德分校教授威尔-斯鲁巴(WilSrubar)在蜜月浮潜后产生了一个想法,并在昆西使用了第二种混合物。珊瑚礁由珊瑚和藻类产生的石灰石组成。藻类在这一过程中实际上捕获了二氧化碳,那么,如果可以利用藻类制造水泥用石灰石呢?斯鲁巴与他人共同创办了初创公司MinusMaterials,该公司正试图将这一工艺商业化,并向微软提供石灰石。据微软称,其与爱荷华州得梅因市和德克萨斯州圣安东尼奥市的混凝土供应商正在开展类似项目。该公司的气候创新基金还对其他开发低碳混凝土和建筑材料的初创公司进行了投资。微软目前还不知道这些材料何时以及能否成为其数据中心的建筑材料。即使这些材料通过了测试,数据中心的碳排放仍主要来自服务器使用的能源。但如果试点成功,至少可以帮助微软解决供应链中一个环节的污染问题。微软已承诺到2030年实现负碳排放,这意味着它计划从大气中排出的二氧化碳要多于它作为一家公司所释放的二氧化碳。然而,在微软努力控制温室气体排放的同时,今年早些时候的一项调查却发现,其许多供应商的排放量仍在继续增长。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386985.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1386985.htm

封面图片

观点:从空气中去除二氧化碳是一种成本高昂的应对气候变化的荒唐方法

观点:从空气中去除二氧化碳是一种成本高昂的应对气候变化的荒唐方法根据研究公司RhodiumGroup的最新报告,美国每年需要在CDR上花费大约1000亿美元,才能将其规模扩大到有助于美国实现气候目标的水平。其中大部分资金需要以税收减免和采购计划等支持性政策的形式提供。特别是随着美国石油和天然气产量不断创下历史新高,有关这一问题的讨论也越来越多。相比之下,2021年通过的《降低通货膨胀法案》包括3690亿美元的清洁能源激励措施,这是迄今为止美国最大的气候投资。因此,正如报告所建议的那样,政府每年花费1000亿美元用于尚未大规模证明自己的新型技术,实在是一笔不小的开支。这是一场豪赌,我们所知道的地球的宜居性正岌岌可危。解决气候变化问题是一场数字游戏,联合国政府间气候变化专门委员会确定的目标是,到2050年左右实现二氧化碳净零排放。这是阻止全球平均气温比工业革命前上升1.5摄氏度所需要的。跨过这一门槛意味着极端高温、海平面上升和生物多样性丧失等与气候相关的灾害会变得更加严重,在世界上最脆弱的地区,人类适应这些变化的能力可能会被超越。1.5摄氏度的目标是在近十年前的2015年巴黎协定中设定的,但温室气体排放量仍在攀升。尽管阻止气候变化和实现巴黎协定目标的唯一途径是停止依赖化石燃料,但美国已经在为捕获二氧化碳投入大量资金。2021年《两党基础设施法》(BipartisanInfrastructureLaw)包括35亿美元用于在全美建设新的碳清除中心。包括微软和亚马逊在内的大公司也在向初创企业支付费用,以获取部分污染。化石燃料行业也接受了这项技术,甚至利用它来推销所谓更可持续的石油。显然,这还远远不够。报告称,到2050年,美国将需要有能力吸收十亿吨二氧化碳,以实现净零排放目标。这是一笔巨大的二氧化碳捕获量,大约相当于美国碳足迹的20%。相比之下,美国目前从大气中吸收二氧化碳的能力微乎其微--迄今为止只有低个位数兆吨。报告指出了从大气中吸收二氧化碳的三种不同策略:依靠植物、土壤和海洋吸收二氧化碳的自然方法;制造捕捉二氧化碳的机器;以及采用自然和工程过程的混合技术。这三种策略都面临着各自的挑战。植树造林是迄今为止最受欢迎的自然策略,但收效甚微。越来越多的研究和调查发现,通过林业项目抵消排放的做法在很大程度上是失败的。例如,树木的存活时间往往不够长,无法对大气中的二氧化碳产生有意义的影响,而且当不止一个团体申请碳信用额度时,还会出现重复计算的情况。从空气或海水中吸入二氧化碳的机器应该能更好地记录它们捕获的二氧化碳量。但是,这些设备耗能巨大,不仅效率低下,而且价格昂贵。从空气中过滤一吨二氧化碳的成本高达600美元。乘以一千兆吨(十亿公吨),就是数千亿美元的支出。宾夕法尼亚大学科学、可持续发展和媒体中心高级研究员约瑟夫-罗姆(JosephRomm)认为,考虑到这一点,在CDR上花费1000亿美元可能只是这些技术可能花费的最低成本。罗姆说:"我认为这份报告中的确定性存在误导性。现在就推广这些[技术]还为时过早。这些还需要更多的研究。研究得最多的CDR技术(包括植树造林和捕捉二氧化碳的机器)有很多局限性,因此罗姆说,把钱花在研究其他减少温室气体排放的方法上会更好。"他说:"我们现在必须做的最紧迫的两件事是停止砍伐森林和停止向空气中排放更多的二氧化碳。一旦做到这两点,就值得将资源用于清除二氧化碳,以解决我们历史上的排放问题。但是,如果我们不能止血,为什么要在问题上贴创可贴呢?"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427046.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427046.htm

封面图片

海洋表面二氧化碳能力的临界点可能会加速气候变化

海洋表面二氧化碳能力的临界点可能会加速气候变化下降的原因是出现了一个低碱度水的表层,阻碍了海洋吸收二氧化碳的能力。碱度是一种化学特性,它影响到二氧化碳在海水中的溶解能力。作者说,尽管由于全球努力限制温室气体排放,研究中使用的排放情景不太可能,但这些发现揭示了一个以前未知的临界点,如果被激活,将对全球变暖踩下一记重重的刹车。得克萨斯大学地球物理研究所研究员MegumiChikamoto说:"我们需要考虑这些最坏的情况,以了解我们的二氧化碳排放不仅在本世纪,而且在下世纪和下下世纪可能对海洋产生的影响。"这项研究发表在《地球物理研究通讯》杂志上。2017年,墨西哥湾上空的波涛汹涌的海面。德克萨斯大学地球物理研究所领导的研究发现,未来的变暖可能引发海洋表面的化学变化,从而加速全球变暖。资料来源:杰克逊地球科学学院/Tiannong"Skyler"Dong海洋吸收了人类产生的大约三分之一的二氧化碳排放。气候模拟以前显示,海洋对二氧化碳的吸收随着时间的推移而减慢,但没有人考虑将碱度作为一种解释。为了得出结论,研究人员重新计算了450年模拟的各个部分,直到他们发现碱度是导致减缓的一个关键原因。根据研究结果,这种影响始于极端的气候变化,它使降雨量增高并减缓了洋流。这使得海洋表面覆盖着一层温暖的淡水,不容易与下面更冷、碱性更大的水混合。随着这个表层变得更加饱和,其碱度下降,其吸收二氧化碳的能力也随之下降。最终的结果是,表层成为吸收二氧化碳的障碍。这意味着更少的温室气体进入海洋,更多的温室气体被留在了大气中。这反过来又产生了更快的变暖,从而维持并加强了低碱度的表层。共同作者,德克萨斯大学地球物理研究所的附属研究员和科罗拉多大学的副教授PedroDiNezio说,这一发现有力地提醒我们,世界需要减少二氧化碳的排放以避免跨越这个和其他临界点。他说:"无论是这一现象还是冰原的崩溃,在我们的未来有可能潜伏着一系列相关的危机,我们需要不惜一切代价避免。他说,下一步是要弄清楚碱性机制是否在更温和的排放情况下被触发。"共同作者、曾为政府间气候变化专门委员会2021年气候报告做出贡献的科罗拉多大学教授NikkiLovenduski说,该研究的发现将帮助科学家对未来的气候变化做出更好的预测。她说:"这篇论文表明,气候变化问题可能会因为一些尚不清楚的事情而加剧。但是这项特殊的研究所揭示的海洋气候反馈机制将开辟新的研究途径,帮助我们更好地了解碳循环、过去的气候变化,也许还能为未来的问题提出解决方案。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348565.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1348565.htm

封面图片

研究发现气候变化已经影响了树木的大小

研究发现气候变化已经影响了树木的大小研究人员发现,由于二氧化碳的影响,树木的尺寸正在增长。众所周知,树木从大气中吸收二氧化碳,保护人们免受气候变化的一些最恶劣的后果。最近的一项研究表明,森林一直在储存多余的碳的程度。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327491.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1327491.htm

封面图片

中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制

中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制中国生态环境部、国家统计局发布公告称,将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制,并拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。根据《人民日报》星期二(4月16日)报道,中国生态环境部、国家统计局发布《关于发布2021年电力二氧化碳排放因子的公告》。此次发布的2021年电力二氧化碳排放因子,分为三种口径,包括2021年全国、区域及省级电力平均二氧化碳排放因子,2021年全国电力平均二氧化碳排放因子(不包括市场化交易的非化石能源电量)和2021年全国化石能源电力二氧化碳排放因子。据介绍,电力二氧化碳排放因子是核算电力消费二氧化碳排放量的重要基础参数。本次发布的电力二氧化碳排放因子可供不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量时参考使用,是落实《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》中“统筹推进排放因子测算”要求的重要举措,为碳排放核算提供基础数据支撑。公告说,下一步,生态环境部、国家统计局将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制。根据基础数据更新情况,拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。2024年4月16日8:16PM

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人