建筑行业要为所有人为二氧化碳(CO .)的11%负责2而水泥制造业是造成这种影响的主要原因。普罗米修斯的材料最近,该公司开始生产一种以珊瑚为灵感的有机生物复合混凝土替代品,这种替代品最终可能成为负碳的。
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混凝土对环境的影响
水泥是混凝土、砖和砂浆的主要粘结成分,产生了世界上约7%的CO2排放。在全球碳排放最严重的国家中,水泥制造业将排在第三位。
其中十分之一的排放来自于磨石机和搅拌机将石灰石碾碎成熟料的过程,十分之三来自于燃烧燃料将熟料提高到极高的温度,剩下的十分之六是在煅烧过程中排放的。
水泥制造还会产生硫氧化物和氮氧化物排放,这可能会导致雾霾。水泥厂排放的细颗粒物比世界上所有卡车排放的还多,严重损害了当地的空气质量。
但世界人口仍在增长。新的建筑不仅需要容纳更多的人,还需要应对新产业、气候变化、移民和经济发展不平等等挑战。
微软支持的创业公司以创新应对具体挑战
例如,微软计划在可预见的未来每年至少建设50个新的数据中心。但该公司需要找到方法来开展这些项目,同时引导运营朝着净碳负方向发展。最近,微软投资了一家可能拥有解决方案的初创公司。
普罗米修斯材料来自于科罗拉多大学博尔德分校自2016年以来开展的生物技术和工程研究。研究人员使用微藻作为活的建筑材料,创造了波特兰水泥的替代品。普罗米修斯材料公司成立于2021年,并于2022年底开始为建筑行业商业化生产生物混凝土材料。
此前,相关研究人员曾对聚球菌(Synechococcus)进行过实验。聚球菌是一种蓝藻,在海洋中大量存在,具有作为指数再生建筑材料的应用潜力。由大肠杆菌制成的石灰石晶体是另一种研究途径,该团队希望在未来发现工程细菌的更多应用。江南娱乐苹果下载
如何制作基于藻类的混凝土替代品
这样的材料可以是负碳的,去除CO2从大气中,而不是加入。这是因为藻类,例如,自然提取CO2从大气中通过光合作用生长。
普罗米修斯材料公司将池塘中发现的微藻放在生物反应器中培养。在那里,他们可以添加空气、海水和LED灯。然后,藻类会产生一种类似水泥的物质,可以作为混凝土的粘合剂,而不是波特兰水泥。
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该公司目前正在等待这种光合生物胶结工艺的专利。它使用的是无毒的生物矿化蓝藻,可以在阳光、海水和CO中生长2来自大气。
这种方法的灵感来自于形成硬珊瑚礁的生物过程。在该公司的网站上,首席技术官兼联合创始人威尔·施瓦尔写道:“珊瑚礁、贝壳,甚至我们今天用来生产水泥的石灰石都向我们表明,大自然已经找到了如何以一种强大、聪明和有效的方式将矿物质结合在一起的方法。”
这种仿生方法对于开发更环保的建筑材料非常重要。受自然启发的过程可以构成净零具体排放过程(包括生物碳排放)的一部分。
普罗米修斯的“生物砖”
这种藻类混凝土可以在普罗米修斯材料公司的设施内在一天之内生产出来。在这里生产的混凝土砌体单元(cmu)符合材料标准,该公司计划在生产的第一年推出各种预拌产品。
该区块具有较高的抗压强度,约为2000psi,适用于结构和非结构应用。该公司表示,由于未来的发展,其产品将变得更加强大。
最后一块砖目前含有约十分之一的具体CO2传统的混凝土块,根据该公司的说法。由于目前正在安装太阳能电池板,未来这一数字将会更少。该公司预测,在三年内,它将能够生产出一种具体的替代净负CO的产品2排放。
投入生产
据投资方SOM表示,普罗米修斯的解决方案具有良好的可扩展性。SOM是哈利法塔的建筑公司。虽然最初的生产是在科罗拉多州的一个工厂进行的,但普罗米修斯材料公司打算提供一种干燥的、轻质的生物水泥产品,可以用来代替水泥来制造藻类砖,而不需要专门的设备。
该公司此前曾表示,一旦全面投产,将每天生产数万块区块,目标价格是避免“绿色溢价”以进入主流市场。
生物建筑材料能成为未来建筑行业的基础吗?
生物建筑材料可能是建筑业灾难性环境影响的解决方案。如果我们能制造出能生长,吸收CO的材料2通过光合作用,那么我们的建筑就可以充当碳汇,积极减少CO的数量2在大气中。
草、茅草、树叶和木头作为建筑材料已经有几千年的历史了。然而,这些生物材料还不足以满足庞大的、不断增长的、仍在发展中的人类人口的需求。
但是新的生物基产品,如普罗米修斯材料公司的海藻基混凝土正开始进入市场。像许多环保技术一样,这些产品中的许多都面临着扩大规模以满足需求的挑战。普罗米修斯材料公司的未来取决于能否解决规模的挑战。
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参考资料及进一步阅读
布莱克莫尔,E.(2020)。自生长砖,细菌自修复建筑材料可能是建筑行业的未来.[在线]华盛顿邮报。可以在:https://www.washingtonpost.com/science/self-growing-bricks-self-healing-building-materials-from-bacteria-may-be-the-future-of-construction-industry/2020/04/10/c2fa620e-79e9-11ea-b6ff-597f170df8f8_story.html(2023年1月16日访问)。
常见问题.[在线]普罗米修斯材料。可以在:https://prometheusmaterials.com/faq/(2023年1月16日访问)。
Heveran, .,等(2019)。工程活建筑材料的生物矿化与连续再生。事.doi.org/10.1016/j.matt.2019.11.016.
米勒,S.和S.C.摩尔(2020)。全球混凝土生产对气候和健康的损害。自然气候变化.doi.org/10.1038/s41558 - 020 - 0733 - 0.
纽金特,C.(2022)。沿着藻类砖路到植物建筑.(在线)。可以在:https://time.com/6192603/algae-plant-buildings-carbon/(2023年1月16日访问)。
彼得斯,A.(2021)。未来的数据中心由藻类砖组成,使用氢燃料电池.【在线】Fast Company。可以在:https://www.fastcompany.com/90689714/the-data-center-of-the-future-is-made-of-algae-bricks-and-runs-on-hydrogen-fuel-cells(2023年1月16日访问)。
Schlanger, Z.(2020)。建筑造成严重污染。以下是我们如何建设得更好。赫芬顿邮报。可以在:https://www.huffingtonpost.co.uk/entry/construction-major-pollution-how-we-build-better_n_5ea3464bc5b6f9639814c009(2023年1月16日访问)。
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