Plazma umožní vyrábať cement 100x rýchlejšie a 2x efektívnejšie

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Vedci zo Stanfordovej univerzity vyvinuli metódu plazmového ohrevu na bezemisnú výrobu stavebného cementu.

• Technológia dokáže taviť suroviny v priebehu 2 sekúnd, čo je 100-násobne rýchlejšie.

• Plazmová metóda využíva 80 % vygenerovaného tepla, zatiaľ čo klasické pece dosahujú efektivitu do 40 %.

Tradičná výroba cementu sa už 2 storočia spolieha na rovnaký recept, ktorý vyžaduje množstvo energie. Suroviny ako vápenec a íl sa zahrievajú v rotačných peciach na teplotu 1400 °C. Tento výrobný proces generuje viac ako miliardu ton oxidu uhličitého ročne. V celkovom meradle to predstavuje takmer 8 % celosvetových emisií skleníkových plynov.

Značná časť týchto emisií pochádza zo spaľovania fosílnych palív na ohrev vzduchu v peciach. Výskumníci zo Stanfordovej univerzity preto navrhli spôsob, ako nahradiť pece plazmovým ohrevom. Pri tejto metóde prechádza elektrický prúd cez ionizovaný plyn. Tým sa vo vnútri reaktora vytvárajú teploty presahujúce 2400 °C. Vďaka tejto teplote dochádza k taveniu surovín na cementový slínok v priebehu 2 sekúnd.

Tento moderný proces je 100-krát rýchlejší v porovnaní so zabehnutou priemyselnou výrobou. Rýchlejší postup zahrievania zároveň znižuje množstvo odpadového tepla, ktoré pri starších peciach uniká do okolia. Nová metóda smeruje 80 % vygenerovaného tepla priamo do premeny vstupného materiálu. Bežné pece v súčasnosti dosahujú tepelnú efektivitu iba na úrovni 30 až 40 %.

Výsledný nízkouhlíkový cement má mechanické vlastnosti, celkovú odolnosť a spracovateľnosť zhodné s bežným materiálom. Vedci sa pozreli na tento materiál aj pod elektrónovým mikroskopom. Vo vzorkách objavili špecifické nanoštruktúrne defekty, ktoré menia správanie zmesi. Tieto mikroskopické štruktúry urýchľujú rozpúšťanie vo vode a zároveň zvyšujú pevnosť stvrdnutého materiálu.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Elektrifikácia plazmou odstraňuje fosílne palivá z priemyselného odvetvia, ktoré patrí k najväčším producentom skleníkových plynov na svete.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT