Przełomowe odkrycie naukowców z UJ! Stworzyli cement, który „zjada” CO₂.
Cement, który nie tylko nie dokłada się do emisji, ale wręcz „zjada” dwutlenek węgla? Brzmi jak futurystyczna fantazja z kina science-fiction — a jednak to dzieje się naprawdę. Co więcej, przełom nie narodził się w Dolinie Krzemowej, lecz w Polsce. Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali rozwiązanie, dzięki któremu można wytwarzać cement zdolny skutecznie wiązać CO₂, bez utraty kluczowych właściwości użytkowych. Jak to możliwe i co to oznacza dla budownictwa?
- Naukowcy z UJ zamieniają CO2 w cement
- Cement z ISSA wiąże więcej CO₂ bez utraty jakości
- ISSA w budownictwie: mniej cementu, mniej CO2
- UJ szuka partnerów dla betonu z ISSA
Naukowcy z UJ zamieniają CO2 w cement
Fani amerykańskich sitcomów mogą kojarzyć serial „Niestabilny”. Jego główny bohater próbował stworzyć technologię, która zamieniałaby gazy cieplarniane w cement. Brzmi jak science fiction, ale badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego pokazali właśnie, że taki materiał da się realnie opracować.
Nowatorskie rozwiązanie opiera się na wykorzystaniu popiołu powstającego podczas spalania osadów ściekowych, czyli ISSA (ang. Incinerated Sewage Sludge Ash). To odpad zaliczany do kategorii innych niż niebezpieczne. Najczęściej kończy na składowiskach, dokładając kolejne obciążenia dla środowiska. Zespół z Uniwersytetu Jagiellońskiego dostrzegł w nim jednak potencjał, który wcześniej był pomijany.
ISSA wyróżnia się bogactwem minerałów — zawiera m.in. węglany, krzemiany oraz fosforany wapnia, które mogą wspierać naturalne procesy karbonatyzacji. W praktyce oznacza to, że cement z domieszką ISSA lepiej wychwytuje dwutlenek węgla z powietrza i wiąże go w formie dobrze wykrystalizowanych węglanów wapnia. Istotne jest też to, że ISSA powstaje przez cały rok i w dość przewidywalnych ilościach, co zapewnia stabilne, regularne źródło surowca.
Cement z ISSA wiąże więcej CO₂ bez utraty jakości
Zespół badaczy z UJ nie planuje wypierać klasycznego cementu — celem jest jego ulepszenie. Gdy do mieszanki doda się ISSA w dobrze dobranych proporcjach, cement potrafi związać znacznie więcej dwutlenku węgla, przekształcając go w trwałe węglany wapnia CaCO₃. W praktyce oznacza to jednocześnie ograniczenie emisji CO₂ i korzystne zmiany w mikrostrukturze materiału. Naukowcy zaznaczają przy tym, że kluczowe jest utrzymanie wysokich parametrów użytkowych.
ISSA otwiera nowe możliwości w zakresie wzmacniania naturalnej karbonatyzacji w materiałach na bazie cementu. Przy właściwie dobranych udziałach wspiera proces wiązania dwutlenku węgla z powietrza. To rozwiązanie wprost wpisuje się w ideę zielonej gospodarki oraz społeczną odpowiedzialność biznesu, bo pozwala rozsądnie wykorzystać odpad przemysłowy w sposób korzystny zarówno dla środowiska, jak i dla przemysłu – wyjaśnia dr hab. Monika Kasina, prof. UJ.
Co istotne, materiały z dodatkiem ISSA pokazują wyraźnie wyższą ilość związanego CO₂ — średnio o 24 kg na każdą tonę, a także wzrost zawartości CaCO₃ o 13–16% po karbonatyzacji. Taki cement zachowuje jakość i szczególnie dobrze sprawdzi się w elementach mających stały kontakt z atmosferą.
ISSA w budownictwie: mniej cementu, mniej CO2
W budownictwie o powodzeniu każdej nowej metody najczęściej przesądza rachunek kosztów. Rozwiązanie opracowane przez prof. Kasinę i mgr. Wierzbickiego pozwala zmniejszyć udział czystego cementu — a jego wytwarzanie należy do najbardziej emisyjnych procesów przemysłowych na świecie. ISSA daje szansę sięgnąć po surowiec, który już jest dostępny, i wykorzystać go w sposób bardziej odpowiedzialny, zamiast sięgać po kolejne zasoby.
Naturalna karbonatyzacja najlepiej działa w klimacie umiarkowanym, gdzie wilgotność powietrza zmienia się w ciągu roku. Dlatego materiały z domieszką ISSA mogą szczególnie dobrze sprawdzić się w elementach mających stały kontakt z atmosferą — tynkach, schodach, posadzkach czy okładzinach. Nie jest to natomiast kierunek dla konstrukcji zbrojonych: zbyt intensywna karbonatyzacja mogłaby przyspieszać korozję stali.
Warto dodać, że nad materiałami pochłaniającymi dwutlenek węgla pracują nie tylko badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego. W tym artykule opisywaliśmy także naukowców z Politechniki Lubelskiej, którzy planują opracować ekologiczny cement.
UJ szuka partnerów dla betonu z ISSA
Rozwiązanie stworzone przez zespół naukowców z UJ zostało już zgłoszone do ochrony patentowej, a Centrum Transferu Technologii CITTRU UJ intensywnie poszukuje partnerów, którzy pomogą przełożyć je na realny produkt rynkowy. Badacze zaznaczają jednak, że technologię trzeba jeszcze dokładniej sprawdzić — szczególnie pod kątem tego, jak z biegiem miesięcy i lat zmieniają się parametry jakościowe betonu z dodatkiem ISSA. Warto dodać, że w Norwegii powstaje już pierwszy na świecie wyrób cementowy o niskim śladzie węglowym, o czym pisaliśmy w tym artykule.
Równolegle na całym świecie trwają intensywne badania nad technologiami, które pozwalają ograniczyć emisję CO₂ podczas wytwarzania materiałów budowlanych. Koncepcja zaproponowana przez polskich naukowców może okazać się jedną z tych, które realnie zmienią zasady gry. Ścieżek komercjalizacji jest wiele — od licencjonowania, przez wdrożenia z partnerami przemysłowymi, aż po sprzedaż praw do technologii największym firmom z branży. Co ważne, rozwiązanie idealnie wpisuje się w kierunek, w którym zmierza budownictwo: mniej emisji, mądrzejsze wykorzystanie odpadów i jednoczesne obniżanie kosztów produkcji.