Betonun karbon problemi şimdiye kadar çok iyi bir şekilde dile getirildİ. Scientific American'a göre, bir kilogram beton üretildiğinde havaya bir kilogram karbondioksit salınıyor. Bu sadece betonu oluşturmak için kullanılan kimyasal reaksiyonlardan değil, aynı zamanda betonun temelini oluşturan çimentonun yapımında bir öncül olan kireçtaşını pişirmek için gereken 1.450 °C sıcaklığa dev fırınları getirmek için yakılan fosil yakıtlardan da kaynaklanmaktadır. Beton üretimi şu anda dünyadaki toplam karbon emisyonlarının yaklaşık %8'inden sorumludur.
Bununla birlikte, bu kadar etkili bir yapı malzemesi olduğu için, ondan uzaklaşmak zordur. Hatta Arizona Eyalet Üniversitesi'nin bir raporuna göre beton, sudan sonra dünyada en çok kullanılan ikinci malzeme.
Sonuç olarak, onu ya da onu taklit eden maddeleri çok daha çevreci yollarla yaratmanın bazı dahiyane yollarını gördük. Sadece geçen yıl kireçtaşı fırınlarını sıfır karbonlu elektroliz yöntemiyle değiştiren bir yöntem; karbon emisyonlarını azaltmak için kabartma tozu kullanımı; ve çimentoya biyokömür eklenerek kendi ağırlığının %23'ü kadar karbondioksiti çevreden emen bir beton elde edildiğini bildirmiştik.
Üç Milyar Yıllık Laboratuvar
Şimdi ise Almanya'daki araştırmacılar sadece karbon nötr değil, aynı zamanda karbon negatif olan beton bir alternatif yarattılar. Bunu oluşturmak için, stromatolit olarak bilinen yapıların kireçtaşında üç milyar yıldan fazla bir süredir nasıl yapıldığına baktılar ve ardından süreci laboratuvarda yeniden yarattılar.
Başlangıç olarak, siyanobakterilerden (genellikle mavi-yeşil algler olarak bilinir) bakteri kültürleri oluşturdular ve büyümelerini ve fotosentez yapma yeteneklerini optimize etmek için onlara ideal ışık kaynağı ve besin maddeleri sağladılar. Ardından, bakterilerin mineralizasyona uğramasını ve stromatolit benzeri yapılar oluşturmasını sağlamak için kalsiyum klorür ve diğer kalsiyum kaynaklarını eklediler. Bu karışıma daha sonra hidrojeller ve kum gibi diğer dolgu maddeleri eklediler, tıpkı beton oluşturmak için çimentoya agregaların eklendiği gibi. Son olarak, tamamı ışık tarafından yönlendirilen büyüme sürecini desteklemek için bulamaca karbondioksit pompalandı.
Fraunhofer Seramik Teknolojileri ve Sistemleri Enstitüsü IKTS'den proje yöneticisi Matthias Ahlhelm, "Gelişen katı yapı süreç boyunca hala gözeneklidir, bu nedenle ışık içeriye girer ve kireçtaşı mineralizasyonu yoluyla karbondioksit fiksasyonunu yönlendirir" dedi. "Işık ve nemi ortadan kaldırarak ya da sıcaklığı değiştirerek süreci durdurabiliriz." Bu yapıldığında, kalan bakteriler ölür ve ortaya çıkan malzeme tamamen toksik maddelerden arındırılmış olur. Ayrıca zararlı bir sera gazını da yapısına hapsediyor.
Malzeme, tuğla veya neredeyse sınırsız sayıda başka şekil oluşturmak için kalıplara veya kafes yapılara dökülebilir, ekstrüde edilebilir veya 3D baskılı inşaat gibi eklemeli imalatta kullanılabilir veya püskürtülerek uygulanabilir.
Şimdi ekip, malzemenin üretimini ölçeklendirmeyi ve onu daha da çevreci hale getirmeyi düşünüyor. Örneğin, araştırmacılar karbondioksitlerini endüstriyel kirleticilerden, kalsiyumlarını ise bazalt ve diğer madenlerin ürettiği atıklardan elde edebileceklerini söylüyorlar.
Kaynak: The Fraunhofer-Gesellschaft