Често забравяме, че след енергийната индустрия вторият по големина производител на техногенни парникови газове е циментовата индустрия, която генерира 5-6% от всички антропогенни емисии на въглероден диоксид.

Оказва се, че за производството на всеки 10 килограма цимент в атмосферата се отделят 9 килограма въглероден диоксид. Тъй като всяка година светът консумира около 3 трилиона килограма цимент, то неслучайно секторът се явява един от големите замърсители.

За да разрешат този проблем, учени от университета „Джордж Вашингтон“ са разработили нов метод за производството на цимент с нулеви въглеродни емисии, пише PhysOrg. Освен несъмнената екологична стойност на проекта си експертите оценяват, че новият производствен процес ще бъде значително по-евтин от съществуващите в момента и дори може да генерира печалби.

В изследването си учените наричат технологията си Соларно-термално електрохимично производство на цимент (СТЕП). В миналото те са използвали вариации на СТЕП процеси в успешни опити за ефективно улавяне на въглероден диоксид от атмосферата. Според тях подобна технология притежава потенциала да намали количествата на въглероден диоксид до нивата на прединдустриалната епоха.

В статията си експертите от университета „Вашингтон“ обясняват, че при производството на цимент с днешните методи от 60 до 70% от емисиите на CO2 се отделят при преработката на варовика (CaCO3) в негасена вар (CaO). Както виждаме тук, процесът е свързан с премахването на два въглеродни и един кислороден атом от варовика, които се превръщат във въглероден диоксид. Останалите количества от парниковия газ идват от изгарянето на фосилни горива (предимно въглища), служещи за загряване на варните пещи.

В случая процесът СТЕП се справя и с двата проблема. На първо място той премахва нуждата от фосилни горива, използвайки като източник на топлина слънчевата енергия. Освен за топенето на варовика в пещите тази енергия се използва и във важния процес електролиза.

При електролизата с помощта на електрически ток се извършва химична реакция, при която като остатъчен продукт вместо въглероден диоксид се получават други съединения, съдържащи въглерод и кислород.

Структурата на тези съединения зависи от температурата, при която елетролизата е извършена. Така ако температурата на процеса е под 800°C резултатът е вар, удобен за съхранение чист въглерод (графит) и молекулен кислород (О2). При температура над 800°C обаче остатъчните продукти са отново кислород и ценният въглероден моноксид (CO), който може да намери приложение за производството на горива, пластмаси и лекарства

По първоначални изчисления разходите по производството на вар по новия метод могат бъдат дори отрицателни, ако се вземе предвид голямото количество въглероден моноксид, който може изгодно да бъде продаден. Така ако производството за тон вар по стандартните методи струва около 70 долара, то по новия метод то би струвало минус 298 долара на тон.

Освен за добива на вар, СТЕП методът може да намери приложение за пречистването на желязо и алуминий, в производството на стъкло, хартия и захар, за омекотяване на водата и премахване на фосфати от отпадните води и др.