Ученые разработали электрохимический метод производства цемента. Возможно, в будущем производство цемента будет осуществляться исключительно за счет возобновляемых источников энергии.
Недавно исследователи продемонстрировали электрохимический процесс, в котором используется электролиз нейтрального водного раствора для получения градиента pH, при котором CaCO3 декарбонизируется при низком уровне pH, а Ca(OH)2 осаждается при высоком уровне pH, одновременно получается газовая смесь O2/CO2 высокой степени чистоты (молярное соотношение 1:2 при стехиометрических операциях) на аноде и H2 на катоде. Они показали, что твердый продукт Ca(OH)2 легко разлагается и реагирует с SiO2 с образованием алита, основного вяжущего вещества в портландцементе.
Использование полученного водорода в качестве топлива
При электрохимическом обжиге образуются концентрированные газовые потоки, из которых CO2 можно легко отделить и изолировать; H2 и/или O2 можно использовать для производства электроэнергии с помощью топливных элементов или камер сгорания; O2 можно использовать в качестве компонента кислородного топлива в цементной печи для повышения эффективности и снижения выбросов CO2; или полученные газы можно использовать для других важных процессов, например, производство жидкого топлива.
Анализ показывает: если бы водород, произведенный реактором, сжигался для нагрева высокотемпературной печи, то электрохимический процесс производства цемента мог бы работать исключительно на возобновляемой электроэнергии.
Исследование опубликовано в протоколах Национальной академии наук США (PNAS), 16 сентября 2019 г.
