กระบวนการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในคอนกรีตโดยไม่สูญเสียความแข็งแรง เป็นการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตปูนซีเมนต์

ทีมวิศวกรของมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น รัฐอิลลินอยส์ ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไว้ในวัสดุก่อสร้าง โดยใช้การสารละลายคาร์บอเนตในกระบวนการผลิตคอนกรีต แทนที่จะเป็นสารละลายน้ำปกติ กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยแยก CO2 ออกจากบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้คอนกรีตมีความแข็งแกร่งและทนทานอีกด้วย การศึกษานี้ได้ถูกตีพิมพ์ในวารสารทางวิชาการ Communications Materials

จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพในการกักเก็บ CO2 สูงถึง 45% ซึ่งหมายความว่าเกือบครึ่งหนึ่งของ CO2 ที่ถูกอัดในระหว่างการผลิตคอนกรีตจะถูกกักเก็บไว้ นักวิจัยหวังว่ากระบวนการนี้จะช่วยชดเชยการปล่อยก๊าซ CO2 จากอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และคอนกรีต ซึ่งคิดเป็น 8% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก กระบวนการที่ได้ทำการศึกษานี้มีความง่ายทางเทคโนโลยี และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมได้ การศึกษานี้เป็นความร่วมมือระหว่างห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย และ CEMEX ซึ่งเป็นบริษัทวัสดุก่อสร้างระดับโลก

กระบวนการกักเก็บ CO2 แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ hardened concrete carbonation และ fresh concrete carbonation สำหรับประเภทแรกนั้น บล็อกคอนกรีตจะถูกตั้งในห้องที่มีการอัด CO2 แรงดันสูง ในประเภทที่สอง ก๊าซ CO2 จะถูกอัดลงในส่วนผสมของน้ำ ซีเมนต์ และองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ทรายและกรวด ในขณะที่กำลังผลิตคอนกรีต ในทั้งสองวิธีนี้ CO2 ที่อัดเข้าไปบางส่วนจะทำปฏิกิริยากับซีเมนต์จนกลายเป็นผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต อย่างไรก็ตาม เทคนิคทั้งสองมีข้อจำกัดคือ ประสิทธิภาพในการดักจับ CO2 ต่ำและการใช้พลังงานสูง อีกทั้งคอนกรีตที่ได้มักจะอ่อนตัวลงและไม่เหมาะสมกับการนำไปใช้งาน

สำหรับแนวทางใหม่ของมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นนั้น นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากกระบวนการที่สอง นั่นคือการอัด CO2 ในระหว่างการผสมซีเมนต์  แต่แทนที่จะอัด CO2 ในขณะที่ผสมส่วนผสมทั้งหมดเข้าด้วยกัน นักวิจัยกลับอัดก๊าซ CO2 ลงในน้ำผสมกับผงซีเมนต์จำนวนเล็กน้อยก่อน หลังจากนั้นจึงผสมกับซีเมนต์และองค์ประกอบอื่นที่เหลือ ทำให้ได้คอนกรีตที่สามารถดูดซับ CO2 ได้มากกว่า ซึ่งเป็นการใช้ปฏิกิริยาเคมีที่ส่งผลให้เกิดแร่ธาตุแคลเซียมคาร์บอเนต ทำให้ผลิตภัณฑ์คอนกรีตที่ได้มีองค์ประกอบแร่ธาตุแคลเซียมคาร์บอเนตมากกว่า และมีความแข็งแกร่งกว่าคอนกรีตทั่วไป ซึ่งสามารถนำไปใช้ในคาน แผ่นพื้น เสา ฐานราก และ ผลิตภัณฑ์คอนกรีตอื่นๆ ในปัจจุบัน

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

Process stores carbon dioxide in concrete without strength loss https://news.northwestern.edu/stories/2024/06/simple-new-process-stores-co2-in-concrete-without-compromising-strength/