Hojně se vyskytující minerál olivín může hrát zásadní roli ve výrobě uhlíkově negativního cementu. Tímto způsobem by bylo možné řešit velkou uhlíkovou stopu cementu, který se podílí na celosvětových emisích CO2 přibližně 8 %. Podrobnosti přináší magazín New Scientist.
Olivín (peridot) je jednou z hlavních složek zemského pláště a jeho zásoby se nacházejí na všech kontinentech. „Je to jeden z mála minerálů, který je k dispozici v gigatunovém měřítku,“ říká Sam Draper z britské společnosti Seratech, která si nechala patentovat proces využití olivínu ve výrobě cementu.
Co je olivín?
Olivín je minerál, který patří do skupiny nesosilikátů. Má chemický vzorec (Mg, Fe)₂SiO₄ a je známý svou typickou žlutozelenou až olivově zelenou barvou, kterou způsobuje obsah železa. Olivín se vyskytuje v různých horninách, zejména v bazaltických a ultrabazických horninách, jako jsou gabro a peridotit.
Je to důležitý horninotvorný minerál, který vzniká krystalizací z magmatu s nízkým obsahem křemíku. V přírodě se nachází v podobě krystalů, zrnitých agregátů nebo masivních formací. Olivín může být také součástí meteoritů a byl dokonce nalezen na povrchu Měsíce.
Olivín se používá ve šperkařství, kde je ceněn pro svou krásnou zelenou barvu. V průmyslu má olivín různé aplikace, například v metalurgii nebo jako možný kandidát pro urychlené zvětrávání či sekvestraci oxidu uhličitého coby součást snah o zmírnění klimatických změn.
Jak snížit emise oxidu uhličitého?
Způsobem, jak snížit emise uhlíku při výrobě cementu, se zabývají desítky firem z celého světa. Využívají přitom různé metody, jako je například recyklace oxidu uhličitého. Nejvíce emisí vzniká při zahřívání vápence k výrobě slínku – hlavní složky cementu, která se získává vypálením vápencového slínu v rotační peci při teplotách vyšších než 1450 °C – spolu se spalováním fosilních paliv k výrobě tepla.
Draper a jeho tým se rozhodli použít místo části vápence olivín. Ten obsahuje oxid křemičitý, díky němuž je cement pevnější a odolnější. Lze z něj také získat síran hořečnatý, který reaguje s CO2 za vzniku minerálů, jež plyn zachycují.
Vědci extrahovali tyto sloučeniny rozpuštěním práškového olivínu v kyselině sírové. Po oddělení oxidu křemičitého a síranu hořečnatého probublávali hořečnatou kaši oxidem uhličitým, čímž vznikl trihydrát uhličitanu hořečnatého, označovaný v angličtině jako nesquehonite.
Uhlíkově negativní cement
K rozšiřování tohoto procesu může cementárna využívat CO2 zachycený ze zdroje emisí nebo ze vzduchu, čímž by se celý proces stal uhlíkově negativním. Zbytky trihydrátu uhličitanu hořečnatého by se mohly recyklovat do nových stavebních materiálů, jako jsou cihly.
Vědci odhadují, že nahrazením 35 % běžného cementu v betonové směsi oxidem křemičitým z tohoto procesu by vznikl uhlíkově neutrální cement. Nahrazením 40 % nebo více by se vyrobený cement stal dokonce uhlíkově negativním. Současné stavební normy umožňují, aby tento typ materiálu nahradil až 55 % cementu.
Dosavadní výsledky vědeckého bádání byly ve středu 1. května publikovány v odborném časopise Royal Society Open Science. Jde o recenzovaný vědecký časopis s otevřeným přístupem, který pokrývá všechny vědecké obory.