Плазма замість печей: новий метод виробництва цементу пришвидшує процес у 100 разів

Науковці Стенфордського університету та Каліфорнійського університету в Берклі запропонували альтернативу традиційному випалу цементного клінкеру. Новий підхід базується на використанні плазми, розігрітої понад 2400 °C, що дозволяє скоротити час перетворення сировини з годин до секунд.

Цементна галузь залишається одним із найбільших джерел вуглекислого газу: на неї припадає близько 8% світових викидів. Це другий за обсягами споживання матеріал після води — щороку на людину припадає в середньому один кубічний метр. Класична технологія, яка практично не змінювалася з 1824 року, потребує тривалого випалу вапняку та глини в печах за температури 1400–1450 °C.

Розроблений метод передбачає пропускання електричного струму крізь іонізований газ для отримання високотемпературної плазми. Це підвищує теплову ефективність процесу з традиційних 30–40% до майже 80%, суттєво знижуючи енергетичні втрати. За словами авторів технології — докторів наук Ці Чженя, Цуєма та Паулу Монтейро, — матеріал, отриманий новим способом, не поступається звичайному цементу за міцністю.

Електронна мікроскопія показала наявність у новому матеріалі дефектів нанорозміру, які сприяють швидшому розчиненню у воді та прискореному твердінню. Крім того, технологія відкриває можливість використання перероблених будівельних відходів як сировини, що наближає виробництво до замкненого циклу.

За умови живлення від відновлюваних джерел електроенергії процес може стати повністю безвідходним. Зараз дослідницька група готується до масштабування розробки для промислового застосування.