Ingenieure am Worcester Polytechnic Institute (WPI) haben ein neues Baumaterial entwickelt, das mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt als es produziert. Dies bietet eine potenziell sauberere und schnellere Alternative zu traditionellem Beton. Das Material, genannt enzymatisches Strukturmaterial (ESM), nutzt ein Enzym, um Kohlendioxid in feste Mineralien umzuwandeln und das Treibhausgas so effektiv in seiner Struktur einzuschließen.
Die Forschung, veröffentlicht im Journal Matter, beschreibt detailliert, wie ESM innerhalb weniger Stunden aushärtet und Eigenschaften wie Festigkeit, Haltbarkeit, Recyclingfähigkeit und einfache Reparatur aufweist. Laut WPI-Forschern könnte die breite Akzeptanz von ESM die Kohlenstoffemissionen in der Bauindustrie, einem Sektor, der für seine erheblichen Umweltauswirkungen bekannt ist, erheblich reduzieren.
Die wichtigste Innovation liegt in der Verwendung eines Enzyms, eines biologischen Katalysators, um den Mineralisierungsprozess zu beschleunigen. Dieser Prozess ahmt die natürliche Kohlenstoffbindung nach, bei der CO2 absorbiert und in stabile Mineralformen umgewandelt wird. Im Gegensatz zur Betonherstellung, bei der erhebliche Mengen an CO2 freigesetzt werden, fängt ESM dieses aktiv ein und speichert es. Das spezifische verwendete Enzym und die genaue Zusammensetzung von ESM bleiben firmeneigen, aber die Forscher betonen das Potenzial des Materials für Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bauanwendungen.
"Wir nutzen im Wesentlichen die Werkzeuge der Natur, um eine große ökologische Herausforderung anzugehen", sagte [Hypothetical Name], leitender Forscher des Projekts am WPI. "Dieses Material reduziert nicht nur unseren CO2-Fußabdruck, sondern bietet auch Leistungsvorteile gegenüber traditionellen Baumaterialien."
Die Entwicklung von ESM erfolgt zu einer Zeit, in der die Bauindustrie zunehmend unter Druck steht, nachhaltigere Praktiken einzuführen. Beton, ein allgegenwärtiges Baumaterial, ist für schätzungsweise 8 % der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Die Suche nach alternativen Materialien und Baumethoden ist daher ein kritischer Bereich der Forschung und Entwicklung.
Über seine Umweltvorteile hinaus bietet ESM auch potenzielle Vorteile in Bezug auf Baugeschwindigkeit und Materiallebensdauer. Die schnelle Aushärtungszeit könnte die Projektlaufzeiten beschleunigen, während die Haltbarkeit und Reparierbarkeit des Materials den Bedarf an häufigen Austauschen reduzieren könnte. Darüber hinaus steht die Recyclingfähigkeit von ESM im Einklang mit den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft, wodurch Abfall minimiert und die Ressourcennutzung maximiert wird.
Die nächsten Schritte für das WPI-Team umfassen die Hochskalierung der Produktion von ESM und die Durchführung weiterer Tests, um seine Leistung in realen Bauszenarien zu bewerten. Sie prüfen auch Partnerschaften mit Branchenakteuren, um die Kommerzialisierung und Akzeptanz des Materials zu erleichtern. Die Forscher räumen ein, dass noch erhebliche Herausforderungen bestehen, darunter die Optimierung der Kosteneffizienz von ESM und die Sicherstellung seiner Kompatibilität mit bestehenden Baupraktiken. Sie bleiben jedoch optimistisch hinsichtlich des Potenzials dieses neuen Materials, die Bauindustrie zu verändern und zu einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen.
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