作为主要排放者之一，建筑业负有特殊的义务。全球约8%的温室气体排放是由水泥生产造成的。与此同时，人们正在初步努力利用消耗大量资源的建筑业作为可能的碳汇。
如果我们开始“用CO2进行建筑”，或者更确切地说，使用碳来生产建筑材料，从而从长远来看将其从大气中去除，那么听起来似乎自相矛盾的事情就会成功。为了使这样的愿景成为现实，需要进行大量的研究，例如Empa的混凝土与沥青实验室目前正在进行的研究。由PietroLura领导的团队正在开发一种将生物炭融入混凝土的工艺。
孔隙率造成的困难
生物炭是在无氧条件下通过生物质热解碳化过程产生的，由高含量的纯碳组成，即植物在生长过程中以CO2形式从大气中提取的碳。虽然植物燃烧时会排放CO2，但从长远来看，它仍保留在生物炭中。
第一批集成生物炭的混凝土产品已经上市。然而，生物炭经常未经处理就被引入到混凝土中，这可能会导致困难。Empa研究员MateuszWyrzykowski解释说：“生物炭非常多孔，因此不仅会吸收大量的水，还会吸收混凝土生产中使用的昂贵的外加剂。”
“而且，它很难处理，而且也不是完全无害的。”细煤尘会对呼吸道造成影响，并具有一定的爆炸风险。
出于这些原因，研究人员在刚刚发表在《清洁生产杂志》上的一篇论文中提出将生物炭加工成颗粒。Wyrzykowski表示：“这种轻质骨料已经由膨胀粘土或粉煤灰等其他材料制成。处理这些材料的专业知识在工业中是可用的，这增加了这一概念付诸实践的机会。”
20%份额净零
为了生产颗粒，研究小组使用了带有旋转盘的混凝土搅拌机，将生物炭与水和水泥混合，通过旋转获得了直径在4至32毫米之间的小颗粒。反过来，他们使用这些颗粒生产强度等级为C20/25至C30/37的普通混凝土，这些等级是当今土木工程中最广泛使用的等级。
“通过混凝土中碳颗粒体积比例为20%，我们实现了净零排放，”MateuszWyrzykowski说道。也就是说，储存的碳量抵消了颗粒和混凝土生产过程中产生的所有排放量。虽然体积含量为20%的普通混凝土(密度在2,000至2,600kg/m3之间)可能尚未达到该限值，但对于轻质混凝土(密度约为1,800kg/m3)，负排放潜力尤其引人注目：混凝土中掺入45%(体积)碳颗粒的总负排放量为–290kgCO2/m3。相比之下，传统混凝土排放量约为200kgCO2/m3。
来自大气的碳
对于实验室负责人PietroLura来说，他实验室的研究对实现气候目标做出了至关重要的贡献。他并不认为生物炭是当前研究中的模型材料，是最重要的碳来源。相反，他提请人们注意“开采大气”这个广泛的概念，Empa的几个实验室正在研究这个概念：利用太阳能、水和来自世界阳光明媚地区大气中的CO2生产合成甲烷，以及随后的热解合成气体。
“这会产生氢气，可用作工业或交通领域的能源载体，以及固体碳，我们可以将其加工成颗粒(如生物炭)并掺入混凝土中，”卢拉解释道。
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