.png)
Hai nhà khoa học Barney Shanks (trái) và Sam Draper (phải). Ảnh: Helene Sandberg
Được sáng lập bởi hai Nghiên cứu sinh Tiến sĩ Sam Draper và Barney Shanks với mục tiêu thương mại hóa nghiên cứu của họ tại Trường Đại học Hoàng gia London (Imperial College London), Seratech thay thế một phần thành phần xi măng của bê tông bằng một loại silica được tạo ra bằng cách sử dụng carbon dioxide thu được trực tiếp từ ống khói của nhà máy.
Theo cách này, các nhà khoa học chỉ có thể thay thế tối đa 40% hàm lượng xi măng trong bê tông. Tuy nhiên, theo Seratech, việc thu hồi và lưu trữ carbon (CCS – Carbon Capture and Storage) tham gia vào việc tạo ra vật liệu thay thế có nghĩa lượng carbon được lưu trữ trong bê tông nhiều hơn lượng carbon thải ra trong quá trình sản xuất xi măng, khiến nó nhìn chung là trung hòa carbon
Seratech làm mẫu bê tông trung hòa carbon. Ảnh: Helene Sandberg
Xi măng là vật liệu tạo ra khí thải cực lớn, hiện chiếm khoảng 8% lượng khí thải carbon toàn cầu của thế giới.
Giám khảo Giải thưởng Obel cho biết: “Một khi mở rộng quy mô và triển khai, Seratech có tiềm năng giảm đáng kể lượng tổng khí thải carbon trong ngành công nghiệp xây dựng”.
Trong khi các công ty và nhà nghiên cứu khác đang nghiên cứu những công nghệ thay thế hoàn toàn xi măng trong bê tông, thì Seratch nói rằng quy trình của họ có lợi thế là thiết thực nhất trước mắt.
Sam Draper và Barney Shanks thành lập Seratech để thương mại hóa công nghệ mà họ đã phát minh ra tại Đại học Hoàng gia London (Imperial College London). Ảnh: Helene Sandberg
“Thay thế hoàn toàn xi măng tại Portland hiện là cách duy nhất để đạt được bê tông trung hòa carbon mà không cần dùng đến CCS hay bù trừ carbon”, Draper nói với Dezeen. “Tuy nhiên, cách tiếp cận này có những hạn chế đáng kể”.
“Nguyên liệu thô cho những chất kết dính này thường được gọi là ‘geopolyme’, không có sẵn theo quy mô được yêu cầu để có thể tạo ra bất kỳ sự sụt giảm đáng kể nào trong sản xuất và phát thải xi măng hiện nay”.
“Phổ biến nhất là GGBS (Ground Granulated Blast-furnace Slag – tạm dịch: Xỉ lò kết hạt trên mặt đất), một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thép, nhưng nó đã được sử dụng hoàn toàn như một vật liệu thay thế một phần cho xi măng”.
Một phần xi măng trong bê tông được thay thế bằng vật liệu silica được tạo ra thông qua quá trình thu giữ và lưu trữ carbon (CCS). Ảnh: Helene Sandberg
Ngược lại, các nguyên liệu thô cần thiết cho công nghệ của Seratech – carbon dioxide từ công nghiệp và khoáng chất olivin, một silicat sắt magie – có rất nhiều trên thế giới.
Draper nói rằng Seratech có thể sử dụng thay thế một công nghệ thu khí trực tiếp giá cả phải chăng để hút carbon dioxide từ khí quyển, nếu một ngày nào đó lượng khí thải công nghiệp giảm đến mức nguồn cung không còn dồi dào.
Ưu điểm quan trọng khác của công nghệ này là nó có thể được tích hợp vào các quy trình sản xuất bê tông hiện có mà không cần những thay đổi lớn khi thực hiện, giúp đẩy nhanh tiến độ hoàn thiện. Silica có thể được trộn với xi măng Portland tại công trường cũng như với các vật liệu thuộc về xi măng bổ sung khác (Supplementary cementitious material- SCM).
Draper cho biết: “Một số chất kết dính không chứa xi măng dựa trên những chất hóa học rất khác nhau, điều này có thể đặt ra câu hỏi về hiệu suất và độ bền của chúng. Việc này khiến ngành công nghiệp thận trọng khi sử dụng chúng và có thể có những ảnh hưởng đáng kể trong việc bảo đảm các tòa nhà, …”
Anh nói: “Nhân loại không thể dành 20 đến 50 năm phát triển công nghệ để cho chúng ta những vật liệu bền vững. Chúng ta cần nó ngay bây giờ.”
Silica có thể được trộn với xi măng Portland tại công trường. Ảnh: Helene Sandberg
Được thành lập vào năm 2019, Giải thưởng Obel được trao hàng năm bởi Quỹ Henrik Frode Obel nhằm tôn vinh những đóng góp nổi bật của kiến trúc đối với sự phát triển con người. Mỗi năm Giải thưởng có một chủ đề khác nhau, năm nay là về lượng khí thải.
Những người chiến thắng trước đó bao gồm nhà khoa học Carlos Moreno cho chiến lược đô thị ‘Thành phố 15 phút’ và kiến trúc sư Anna Heringer cho tòa nhà Anandaloy ở vùng nông thôn Bangladesh.
Draper và Shanks sẽ nhận được số tiền thưởng 100.000 € (86.450 bảng Anh) cũng như một tác phẩm nghệ thuật độc đáo của nghệ sĩ Tomás Saraceno.
Một nỗ lực thử nghiệm gần đây về bê tông trung hòa carbon đến từ Đại học Colorado Boulder, khi xi măng được thay thế hoàn toàn bằng đá vôi do tảo phát triển.
.png)