水泥生產(chǎn)所排放的二氧化碳占全球總排放的5%至6％，世界每年消耗約3萬(wàn)億公斤水泥，而每生產(chǎn)10公斤水泥就會(huì)排放出整整9公斤二氧化碳，水泥生產(chǎn)過程中的排放問題亟待解決。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)喬治·華盛頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)采用新型的太陽(yáng)能熱過程生產(chǎn)水泥，可使二氧化碳排放量完全為零，而且據(jù)估計(jì)其生產(chǎn)成本更低廉。相關(guān)研究發(fā)表于近期英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的《化學(xué)通訊》。
研究人員把這個(gè)過程描述為太陽(yáng)能熱電化學(xué)（STEP）生產(chǎn)水泥方法。據(jù)介紹，生產(chǎn)水泥時(shí)，60%至70％的二氧化碳排放發(fā)生在石灰石轉(zhuǎn)換成石灰的過程中；其余的排放來自于為脫碳加熱干燥室反應(yīng)器所需燃燒的煤。
而STEP方法要解決兩個(gè)問題，一是利用太陽(yáng)熱能取代化石燃料；二是太陽(yáng)熱能不僅直接用于熔化石灰石，也提供熱量協(xié)助電解石灰石。石灰石電解成石灰和其他一些碳原子和氧原子的組合取決于反應(yīng)的溫度。當(dāng)電解低于800攝氏度時(shí)，熔融的石灰?guī)r形成石灰、碳和氧；當(dāng)電解高于800攝氏度，生成結(jié)果是石灰、一氧化碳和氧氣。
該校化學(xué)教授斯圖爾特·利希特說：“這項(xiàng)研究提出了一種沒有任何二氧化碳排放的全新低能量合成石灰的思路。由于高溫電解石灰石不產(chǎn)生二氧化碳，減少了溫室氣體的排放；只產(chǎn)生氧和石墨（可以很容易作為固體碳存儲(chǔ)）或作為燃料的一氧化碳。這就完成了一個(gè)低能和高產(chǎn)的過程。”
他表示，一氧化碳副產(chǎn)品可用于其他行業(yè)，如生產(chǎn)燃料、凈化鎳或者制造塑料和其他碳?xì)浠衔铩４送猓饕a(chǎn)品石灰不會(huì)與其他副產(chǎn)品反應(yīng)，而是在容器底部形成很容易清除的泥漿。并且，與現(xiàn)有的水泥產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相比，STEP方法的成本更低。
研究人員稱，STEP方法還可以擴(kuò)展應(yīng)用到很多方面，如凈化鐵和鋁，生產(chǎn)玻璃、紙張、食糖，清潔煙囪，軟化水，從污水中消除磷酸鹽以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。下一步的挑戰(zhàn)在于擴(kuò)大其商業(yè)化的進(jìn)程。
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