高效「綠色」水泥　減輕全球暖化關鍵

編譯／高晟鈞

「減少水泥生產的排放，對於減輕全球溫室氣體排放非常重要。」作者Bing Deng博士說道。混凝土是各大建設工程使用的主原料，其中，作為水泥作為混凝土的主要成分，生產排放的二氧化碳約佔全球每年總值的8%，使其成為減少溫室氣體排放的主要目標之一。

工程師Satish Nagarajaiah指出：「水泥生產是二氧化碳排放的主要來源，如何減少混凝土中的水泥含量，將有助於減少碳排放。」使用煤粉（Coal Fly Ash）將有助於使用更少的混凝土，然而，煤灰中含有重金屬，意味著這項替代物質的生產過程，可能反而加劇了環境的負擔，重金屬將藉由水循環汙染我們的土壤與農地。

為了解決這項問題，化學家James Tour的萊斯實驗室使用閃蒸交耳加熱工藝，可以去除煤灰中高達90%的重金屬，使其更適合基礎設施使用。

這種工藝是利用將煤灰和碳結合，利用碳的導電性質使這個混合物具有導電性。接著，將混和物置於兩個石墨和銅電極之間，並使用電容器像樣品提供短電流脈衝，將樣品溫度加熱至3,000攝氏溫度，使得重金屬蒸發然後被捕獲。實驗證明，這種方法對於去除煤灰中像是砷、鎳、鎘、鉛等重金屬十分有效，去除效率可以高達70%-90%。

經過淨化的煤灰不僅對環境有益，還提高了混凝土的強度和質量。根據結果顯示，利用煤灰取代混凝土中30%的水泥，可以使複合材料的抗壓強度與彈性顯著增加。

這對於結構工程與建築行業十分有意義，因為可以用更少的水泥建造更堅固的結構。另外，透過新工藝將蒸發的重金屬收集在真空室，而非釋放到環境中，可以減少溫室氣體的排放；更重要的是，該過程消耗的能量很低。

「這對環境是一場巨大的勝利。你正在減少碳排放，並且這過程不會有重金屬汙染環境的問題存在。」James Tour說道。

資料來源:TechXplore

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