TECNOLOGÍA. El revolucionario cemento "verdadero carbono cero" utiliza electrólisis, no hornos

El revolucionario cemento "verdadero carbono cero" utiliza electrólisis, no hornos

 

Sublime comercializa un proceso de electrólisis que genera cal sin carbono para la producción de cemento y hormigón totalmente ecológico

Sublime Cement dice que está listo para comenzar a escalar con el "cemento más limpio del mundo", que cumple con los estándares de desempeño de la industria y depende de electrolizadores a temperatura ambiente en lugar de hornos de combustibles fósiles, utilizando una variedad de materiales de entrada sin carbono.

19 septiembre 2023.- Los procesos tradicionales de fabricación de hormigón generan una tonelada de CO2 por cada tonelada de cemento producida (y dado que estamos hablando de alrededor de 4.100 millones de toneladas a nivel mundial sólo en 2022 , más de la mitad de eso solo en China ), el cemento contribuye enormemente al clima. cambio climático, siendo responsable de alrededor del 8% de las emisiones globales de carbono.

Esto la convierte en una oportunidad igualmente enorme; quien llegue primero a escala global con una alternativa de cemento con costos competitivos y totalmente libre de emisiones de carbono bien podría estar sentado en una gigantesca máquina de imprimir dinero a medida que los mandatos de descarbonización y los impuestos al carbono comienzan a entrar en vigor.

No hay escasez de alternativas de hormigón bajas en carbono y que capturen carbono en proceso, pero Sublime Systems, una empresa derivada del MIT, es particularmente interesante, ya que adopta un enfoque electroquímico novedoso para la fabricación de cemento que es "verdaderamente cero carbono" en lugar de "cero carbono neto" o "secuestro de carbono", en el sentido de que puede eliminar totalmente las emisiones de carbono en los dos puntos clave donde normalmente surgen en el proceso.

La cal sin emisiones de carbono producida es idéntica al producto actual, que es responsable de una tonelada de emisiones de CO2 por tonelada de hormigón. Es un reemplazo directo en el proceso de hormigón premezclado

En la fabricación normal de cemento, la piedra caliza se calienta a unos 1.400 °C quemando combustibles fósiles (la primera fuente importante de emisiones) para producir cal pura. Pero la piedra caliza tiene aproximadamente un 50% de dióxido de carbono en peso, y cuando el calor del horno libera ese CO2, es difícil capturarlo, ya que está mezclado con los gases de combustión.

El enfoque de Sublime es completamente diferente y se basa en la electrólisis. Los cofundadores de la empresa, Leah Ellis, Ph.D y el Dr. Yet-Ming Chiang lo explican en detalle en una publicación de Medium , pero la esencia del proceso es la siguiente.

El agua se divide a un pH casi neutro, produciendo gases de hidrógeno y oxígeno, pero también un gradiente de pH entre los dos electrodos. Un mineral que contiene calcio reacciona con el ácido formado en el ánodo para generar iones de calcio disueltos, que luego migran hacia el cátodo. Cuando alcanzan un pH de al menos 12,5, reaccionan con la base generada en el cátodo para precipitar como hidróxido de calcio sólido, también conocido como cal de construcción o cal apagada.

La producción de hormigón contribuye alrededor del 8% de todas las emisiones globales de CO2: es una industria enorme, en la que las alternativas descarbonizadas pueden hacer una contribución masiva en la carrera hacia cero emisiones de carbono para 2050.

Esta cal es un sustituto inmediato que alimenta la fabricación tradicional de cemento desde allí. Eso es lo básico; Sublime lo ha desarrollado, dicen los fundadores, de tal manera que ahora es más eficiente energéticamente, elimina la producción de hidrógeno, separa las corrientes de oxígeno y CO2, puede extraer la cal continuamente del reactor y puede fabricarse utilizando equipos de electrólisis disponibles en el mercado.

El proceso es bastante flexible y funciona con una variedad de materias primas diferentes. Cuando lo único económicamente disponible es piedra caliza de baja calidad, se puede utilizar. Este proceso no puede evitar la producción de CO2, pero al menos sale en estado puro y frío, precomprimido a 10 bar y listo para una fácil captura y almacenamiento, y utiliza sustancialmente menos energía y genera emisiones sustancialmente menores que la producción de cemento normal.

Para un verdadero cemento sin carbono, el proceso puede extraer calcio puro de impurezas en sílice, magnesio, hierro o aluminio, por ejemplo, refinándolos para convertirlos en materiales de mayor calidad en el proceso. Lo más importante es que todo ocurre a temperatura ambiente, sin necesidad de horno de combustión ni calefacción eléctrica.

La norma ASTM C1157 se basa completamente en el rendimiento, en lugar de prescribir el uso de cemento Portland u otras alternativas sucias.

Lograr un objetivo de certificación clave

Hace unos días, Sublime anunció que su producto obtuvo la designación ASTM C1157. Este es un estándar de la industria basado exclusivamente en requisitos de rendimiento, probando parámetros como desarrollo de resistencia, durabilidad, contracción, retención de agua, contenido de aire, tiempo de fraguado, densidad, endurecimiento temprano y agrietamiento, y significa que Sublime Cement ahora se puede utilizar de conformidad con las principales normas de construcción americanos e internacionales.

Curiosamente, aunque la norma C1157 se creó hace más de 30 años, en 1992, gran parte de la industria todavía opera según normas anteriores desarrolladas en 1940 y 1967, que se centran en algunos requisitos clave de rendimiento, pero también exigen el uso de cemento Portland u otros procesos que requieran un horno de 1.400 °C.

Como se explica en una segunda publicación en Medium , toda la industria necesita cambiar a la norma ASTM C1157 si las verdaderas innovaciones del cemento sin emisiones de carbono quieren tener la oportunidad de competir, y señala que este cambio está claramente en marcha y se está acelerando a medida que avanzan. Los fabricantes evolucionan sus líneas de productos.

Fuente: Sublime Systems