Recyklace betonu a oceli v jednom. Kredit: University of Cambridge.

Výroba betonu a oceli jsou v dnešní době významnými zdroji emisí uhlíku. Nová technologie, s níž přišli odborníci britské University of Cambridge, současně zajistí recyklaci obou těchto materiálů. Přidání starého betonu do pecí pro zpracování oceli zvýší čistotu oceli a zároveň jako vedlejší produkt vytvoří „reaktivovaný“ cement. Pokud se k tomu použije zelená energie, vznikne uhlíkově neutrální cement.

Beton je nejrozšířenějším stavebním materiálem moderní civilizace. Jeho výroba přitom není moc vstřícná k životnímu prostředí, Mimo jiné odpovídá za asi 8 procent globálních emisí oxidu uhličitého. Kromě toho je, bohužel, obtížné beton recyklovat, tedy používat starý beton k výrobě nového.

Cyrille Dunant. Kredit: University of Cambridge.

Cyrille Dunant a jeho spolupracovníci vyvinuli postup, kterým je možné beton přeměnit na materiál pro opětovnou výrobu betonu. Udělali ze starého betonu slínek (clinker), tedy hrudky či konkrece o velikosti do cca 25 mm, složené z různých vápenných silikátů, které vznikají slinováním, čili spojením bez tavení. Slínek obvykle vzniká v cementářské peci a představuje suchou komponentu cementu.

Jak popisuje Dunant, nejprve měl vágní představu, že by bylo zajímavé zkusit rozdrtit starý beton, dostat z něj kamenivo a písek a zahřátím zbylého materiálu odstranit vodu, čímž by vznikl slínek. S kolegy dospěli k názoru, že by takové reakci prospěla lázeň kapalného kovu a že by byla užitečná elektrická oblouková pec, co se používá k recyklaci oceli.

Logo. Kredit: University of Cambridge.

Zpracování oceli v elektrické obloukové peci obvykle vyžaduje tavidlo, typicky vápno, které zajistí „vyčištění“ oceli. Tavené vápno vychytává nečistoty v oceli a pak probublává k povrchu, kde vytváří ochrannou vrstvu, díky které není nová ocel tolik vystavená vzduchu. Na konci celého procesu se tavidlo vyhodí jako odpad.

Nová metoda z Dunantova týmu je založená na výměně vápenného tavidla za recyklovanou cementovou pastu. Výsledkem procesu přitom není jen nová ocel. Pokud se zbylá struska rychle zchladí na vzduchu, stane se z ní nový portlandský cement. Z toho pak lze udělat nový beton s vlastnostmi srovnatelnými s původním betonem, jehož recyklací vznikl slínek. Podstatné je, že tento postup kromě radikálního ořezání emisí uhlíku zásadně nezdražuje produkci oceli ani betonu.

Technologie recyklace betonu v peci na recyklaci oceli už má za sebou testy v laboratorním prostředí, kde vědci vyrobili pár desítek kilogramů cementu. Podle Dunanta a spol. právě teď probíhají testy technologie v průmyslovém měřítku. Hodlají vyrobit asi 66 tun cementu za dvě hodiny. Vedoucí laboratoře Julian Allwood mluví o uhlíkově neutrálním cementu jako o zázraku. Tak proč toho nevyužít. Ambice mají veliké. V roce 2050 očekávají výrobu miliardy tun „elektrického cementu“ ve světě ročně.

Video: The world's first process for making zero emissions cement

Literatura

New Atlas 23. 5. 2024.

Nature online 22. 5. 2024.