Nieuws

CO2-neutraal cement is mogelijk

Cementproductie is goed voor 5 tot 8% van de wereldwijde CO2-uitstoot en wordt gezien als een erg lastige sector om klimaatneutraal te maken, doordat ongeveer de helft van uitstoot niet ontstaat door het steenkoolverbranding, maar intrinsiek is aan het productieproces. Volgens prognoses zal de komende 40 jaar het aantal gebouwen op aarde ook nog eens verdubbelen: er zal iedere maand het equivalent van een geheel New York City worden bijgebouwd, stelt Yet-Min Chiang van MIT.

Het is dan ook belangrijk en hoopvol nieuws dat Chiang met andere onderzoekers van MIT in PNAS een elektrochemisch proces presenteert om volledig klimaatneutraal cement te maken, dat energetisch kan wedijveren met de traditionele productie en dus financieel haalbaar lijkt. Het levert bovendien precies hetzelfde product op (het veel gebruikte Portland cement), waardoor acceptatie  door de bouwsector geen probleem zal zijn.

In plaats van het verhitten van kalksteen in een oven tot 900 om calciumoxide (CaO) los te maken uit het calciumcarbonaat (CaCO3), lossen de onderzoekers kalksteen op in het water van een elektrolyzer. In de zure omgeving van de zuurstof-producerende elektrode ontstaat hierdoor calciumhydroxide (gebluste kalk: Ca(OH)2) en een mengsel van zuurstof en CO2 in een verhouding van 1:2, terwijl aan de andere elektrode pure waterstof ontstaat.

De Ca(OH)2 blijkt net zo geschikt als CaO om cement van te maken. Bij de elektrolyse wordt wonderlijk genoeg precies genoeg waterstof geproduceerd om deze laatste processtap van warmte te kunnen voorzien, waardoor het gehele proces met hernieuwbare energie is aan te drijven.

De geconcentreerde CO2 in het zuurstofmengsel is veel eenvoudiger en energiezuiniger af te vangen dan de CO2 bij klassieke cementproductie, waar minder geconcentreerde CO2 gemengd is met onder meer NOx, SOx, CO wat hergebruik van afgevangen CO2 bemoeilijkt. De zuurstof uit het O2/CO2 mengsel kan gebruikt om verbranding van fossiele brandstoffen schoner te laten verlopen via met zuurstof verrijkte verbranding (oxyfuel), waardoor bijvoorbeeld geen NOx ontstaat, een 300 maal zo sterk broeikasgas als CO2.

Het onderzoek toont wat procesmatig mogelijk is. Opschalen is de volgende stap waar de onderzoekers zich op richten om te ontdekken. Om werkelijk te concurreren met klassiek cement moeten de kosten extreem laag blijven. Cement kost minder dan een dubbeltje per kg: goedkoper dan bronwater uit een fles, memoreert Chiang.

Ontvang de nieuwsbrief, binnenkort 2 keer per week

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW