Categories: بيئةهندسة

تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى خرسانة مطبوعة ثلاثية الأبعاد فائقة القوة

حقق العلماء في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة (NTU Singapore) اكتشافًا رائدًا، حيث قاموا بتطوير طريقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون لخرسانة، مما يوفر طريقة جديدة للحد من التأثير البيئي لصناعة البناء. تقلل هذه التقنية المبتكرة من انبعاثات الكربون في قطاع البناء من خلال دمج ثاني أكسيد الكربون مباشرة في الخرسانة، مما يوفر خطوة مهمة نحو صناعة بناء أكثر استدامة.

البصمة الكربونية للبناء

تعد صناعة البناء والتشييد واحدة من أكبر المساهمين في انبعاثات الغازات الدفيئة، حيث يمثل إنتاج الأسمنت وحده حوالي 8٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. ولكن لماذا؟ لفهم ذلك، دعونا نعود ننظر إلى عملية إنتاج الأسمنت.

يُصنع الأسمنت من الحجر الجيري والطين والرمل، والتي يتم استخراجها ثم تسخينها إلى درجات حرارة عالية للغاية لإنتاج المسحوق الرمادي المميز. وتتطلب هذه العملية كميات هائلة من الطاقة، التي يتم توليدها عادة عن طريق حرق الوقود الأحفوري، الذي يطلق كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، يساهم التعدين ونقل المواد الخام أيضًا في البصمة الكربونية لهذه الصناعة.

تنتج صناعة الأسمنت نحو 1.6 مليار طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويا ــ أي ما يقرب من ثمانية في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. وتهدف الطريقة الجديدة إلى خفض الانبعاثات من خلال الحد من استخدام المواد، وتسريع البناء، وخفض احتياجات العمالة.

كيف يقوم البخار وثاني أكسيد الكربون بتحويل الخرسانة؟

تعمل هذه الطريقة عن طريق حقن البخار وثاني أكسيد الكربون، الملتقطين كمنتجات ثانوية من العمليات الصناعية، في خليط الخرسانة أثناء الطباعة. وهذا يسمح للخرسانة بحبس ثاني أكسيد الكربون وتخزينه داخل بنيتها.

ولتطوير نظام الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد، قام فريق البحث بتوصيل الطابعة ثلاثية الأبعاد بمضخات ثاني أكسيد الكربون وجهاز يرش البخار.

عند تفعيله، يضخ النظام ثاني أكسيد الكربون والبخار إلى خليط الخرسانة أثناء طباعة الهيكل. حيث يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع المكونات الموجودة في الخرسانة، ويتحول إلى شكل صلب يبقى محبوسًا داخل المادة. وفي الوقت نفسه، يعمل البخار على تحسين امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الهيكل المطبوع، مما يعزز خصائصه.

عدة مميزات

في الاختبارات المعملية، وجد الباحثون أن الهيكل الخرساني المطبوع أظهر تحسنًا بنسبة 50 بالمائة في قابلية الطباعة، مما يعني أنه يمكن تشكيله وطباعته بكفاءة أكبر.

كما أظهر الهيكل قوة ومتانة أفضل. حيث كانت الخرسانة المطبوعة أقوى بنسبة 36.8 في المائة في الضغط (مقدار الوزن الذي يمكنها تحمله) وأقوى بنسبة 45.3 في المائة في الانحناء (مقدار ما يمكنها أن تنثني قبل الكسر) مقارنة بالخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد العادية.

والجدير بالذكر أن هذه الطريقة توفر ميزة بيئية كبيرة، حيث تمتص وتحتجز 38 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون أكثر من الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية.

Related Post

بناء المستقبل المستدام

تتمتع هذه الطريقة المبتكرة بالقدرة على إحداث ثورة في صناعة البناء والتشييد، وتقليل البصمة الكربونية وتمهيد الطريق لغد أكثر استدامة.

ومع القدرة على امتصاص وتخزين ثاني أكسيد الكربون، يمكن أن تصبح المباني والبنية التحتية بمثابة خزانات للكربون، مما يعوض الانبعاثات الناتجة أثناء بنائها. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يساعد على التخفيف من آثار تغير المناخ.

وبما أن صناعة البناء والتشييد مسؤولة عن جزء كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، فإن هذا الإنجاز يمكن أن يكون له تأثير عميق على البيئة. ومن خلال اعتماد هذه التكنولوجيا، يمكن للمدن والأمم أن تتخذ خطوة مهمة نحو تحقيق أهداف التنمية المستدامة، وخلق مستقبل أفضل للأجيال القادمة.

المصادر

Scientists Transform CO2 Into Super-Strong 3D Printed Concrete | scitechdaily

Carbon capture and sequestration with in-situ CO2 and steam integrated 3D concrete printing | carbon capture science and technology

اضغط هنا لتقييم التقرير
[Average: 0]
أخبار علمية

Share
Published by
أخبار علمية

Recent Posts

تجميد الضوء .. علماء نجحوا في تحويل الليزر إلى مادة فائقة الصلابة!

في عالم الكم، لم تعد قواعد الفيزياء الكلاسيكية قابلة للتطبيق. واحدة من أكثر الحالات الرائعة…

أسبوعين ago

دراسة تقول أن الذكاء الاصطناعي أكثر تعاطفًا مع البشر من الأطباء النفسيين

أظهرت دراسة جديدة أن المرضى يجدون الذكاء الاصطناعي أكثر تعاطفاً وتفهماً من الأطباء النفسيين وخبراء…

أسبوعين ago

حاسة التذوق عبر جهاز جديد يستخدم الواقع الافتراضي

باتت التجارب الرقمية أكثر عمقًا وانغماسًا مع دمج الحواس البشرية في البيئات الافتراضية. ويأتي نظام…

أسبوعين ago

أسرار الحضارة البحرية القديمة المكتشفة في الفلبين

في اكتشاف رائد،  كشف باحثون من جامعة أتينيو دي مانيلا عن أدلة على وجود شكل…

4 أسابيع ago

كيف شكّلت المفاصل المرنة في الأسماك القديمة حركة البشر؟

درس العلماء الأسماك الغضروفية الحديثة، مثل أسماك القرش وأسماك الزلاجات. وقارنوها بنظيراتها عديمة الفك، مثل…

4 أسابيع ago

لغز الدماغ الزجاجي: كيف حوّل بركان فيزوف دماغًا بشريًا إلى زجاج

تحول دماغ شاب إلى زجاج منذ ما يقرب من 2000 عام، وهي ظاهرة يعتقد العلماء…

شهر واحد ago