ابتكارات مناخية.. أسمنت وخرسانة أكثر استدامة

تتسبب مواد البناء في انبعاثات غازية عالية، حيث تلعب دورا مهما في التغيرات المناخية العالمية، ومع التطور الملحوظ في القطاع أصبح بالإمكان تحويل مواد البناء لتصبح أكثر استدامة.

وفقًا لموقع "برنامج الأمم المتحدة للبيئة" (UNPE)؛ فإنّ قطاع البناء والتشييد، يُمثل أكبر مصدر لانبعاثات الغازات الدفيئة؛ إذ يُطلق نحو 37% من الانبعاثات العالمية.

من جانب آخر، تتسبب مواد البناء مثل الأسمنت والصلب والألومنيوم في بصمة كربونية كبيرة. ولأنّ المباني ملاذ الإنسان ومنها يُدير حياته؛ فهي ضرورة لا بد منها.

لكن في ظل أزمة المناخ التي يعاني منها الكوكب اليوم، وفي نفس الوقت يزداد الاهتمام بجهود التخفيف وخفض الانبعاثات الدفيئة، صار من الضروري بذل الجهود لخفض انبعاثات قطاع البناء وجعله أكثر استدامة. لذلك، يهتم العلماء والباحثون بإيجاد حلول قادرة على تحقيق الاستدامة لمواد البناء.

الأمر الذي أخذته على عاتقها مجموعة بحثية من جامعة نورث وسترن بالولايات المتحدة الأمريكية، عندما قررت البحث في كيفية تطوير مواد للبناء أكثر استدامة، وفي ذات الوقت، احتجاز ثاني أكسيد الكربون. ونشر الباحثون دراستهم في دورية "أدفانسيد ساستينابل سيستمس" (Advanced Sustainable Systems) في 18 مارس/آذار 2025.

سالبة الكربون

أراد الباحثون تكوين مواد سالبة الكربون، وهي مواد تمتص كميات من ثاني أكسيد الكربون أكبر من التي تُطلقها، ومن ثمّ تُستخدم تلك المواد في تصنيع الخرسانة والأسمنت والطلاء.

يمكن من خلال هذه المواد تعزيز عملية احتجاز ثاني أكسيد الكربون، وفي نفس الوقت الحصول على مواد مستدامة للبناء.

تفاعل

للحصول على تلك المواد سالبة الكربون، أدخل الباحثون التيار الكهربائي في مياه البحر، وتسبب هذا التيار في تقسيم جزيئات الماء إلى غاز الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد.

بعد ذلك، حقن الباحثون ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر، ما أدى إلى تغيير التركيب الكيميائي للمياه، وزاد تركيز أيونات البيكربونات.

تفاعلت أيونات الهيدروكسيد وأيونات البيكربونات مع أيونات ذائبة أخرى، مثل الكالسيوم والماغنيسيوم. ونتج عن هذا التفاعل معادن صلبة، بما فيها: كربونات الكالسيوم، هيدروكسيد الماغنيسيوم. من مميزات هذه المعادن الصلبة أنها قادرة على عزل واحتجاز ثاني أكسيد الكربون.

وبهذا، حصلنا على مواد بناء أكثر استدامة، سالبة الكربون، ما يساهم بصورة كبيرة في جهود التخفيف التي تعني بخفض انبعاثات الغازات الدفيئة المسببة للاحترار العالمي.