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強度を損なうことなく二酸化炭素をコンクリート中に貯蔵するプロセス(Process stores carbon dioxide in concrete without strength loss)

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2024-06-26 ノースウェスタン大学

ノースウェスタン大学のエンジニアチームは、炭酸水を使用してコンクリート製造時に二酸化炭素(CO2)を貯蔵する新しい方法を発見しました。このプロセスは、コンクリートの強度と耐久性を損なうことなくCO2を最大45%捕捉・貯蔵できます。この方法により、セメント・コンクリート業界からのCO2排出を相殺し、コンクリートを巨大な「炭素吸収源」に変える可能性があります。この技術は、既存のCO2貯蔵方法に比べてエネルギー消費が少なく、強度を維持したままCO2を含むカルシウム炭酸塩鉱物を生成します。この研究結果は「Communications Materials」に発表されました。

<関連情報>

セメントを懸濁液中で炭酸化することにより、コンクリートを強化しながら二酸化炭素を貯蔵する Storing CO2 while strengthening concrete by carbonating its cement in suspension

Xiaoxu Fu,Alexandre Guerini,Davide Zampini & Alessandro F. Rotta Loria
Communications Materials  Published:26 June 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s43246-024-00546-9

強度を損なうことなく二酸化炭素をコンクリート中に貯蔵するプロセス(Process stores carbon dioxide in concrete without strength loss)

Abstract

Cement is a key constituent of concrete and offers a large sequestration potential of carbon dioxide (CO2). However, current concrete carbonation approaches are hindered by low CO2 capture efficiency and high energy consumption, often resulting in weakened concrete. Here, we conceptually develop and experimentally explore a carbonation approach that resorts to injecting CO2 into a cement suspension subsequently used to manufacture concrete, turning the carbonation reaction into an aqueous ionic reaction with a very fast kinetics compared to traditional diffusion-controlled approaches. This approach achieves a CO2 sequestration efficiency of up to 45% and maintains an uncompromised concrete strength. The study shows that the CO2 injection rate influences the polymorph selectivity of mineralized calcium carbonate (CaCO3) depending on the local environmental conditions and impacts the strength of concrete. The technological simplicity of the proposed approach enables a reduced carbon footprint and promising prospects for industrial implementation.

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0902鋼構造及びコンクリート
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