Forscher der Northwestern University in Evanston und Chicago haben eine Methode entwickelt, Sand in Beton durch ein synthetisches Material zu ersetzen, das CO2 bindet. Dies könnte die CO2-Emissionen bei der Betonherstellung erheblich reduzieren. Der neue Ansatz umfasst die Nutzung von klimafreundlichem Strom, der Gewinnung von CO2 aus der Luft und der Verwendung von Meerwasser.
Der Herstellungsprozess des synthetischen Sands
Dr. Alessandro Rotta Loria und sein Team verwenden Elektrolyse, um Meerwasser in Wasserstoff und Hydroxidionen zu spalten. Diese Ionen verbinden sich mit dem eingeleiteten CO2 sowie mit natürlichen Ionen wie Kalzium und Magnesium aus dem Meerwasser, um feste Mineralien zu bilden. Diese Mineralien, insbesondere Kalziumkarbonat und Magnesiumhydroxid, binden CO2 und reduzieren dadurch den Kohlenstoff-Fußabdruck von Beton.
Ein entscheidender Vorteil des synthetischen Sands ist seine Anpassungsfähigkeit. Durch Variationen der Parameter wie Spannung und Stromstärke kann die Konsistenz des Materials angepasst werden. Loria erklärt: „Wir können die Eigenschaften vollständig kontrollieren.“ Das bietet Chancen, den Sand nicht nur im Bauwesen, sondern auch in anderen Anwendungen, wie Farben und Putze, zu verwenden.
Parallelen zur Natur: Inspiration von Muscheln und Korallen
Die Methode der Sandersatz-Synthese ist von Muscheln und Korallen inspiriert, die Kalziumkarbonat zur Bildung ihrer Schutzhüllen verwenden. Anstelle von Stoffwechselenergie nutzen die Forscher jedoch grünen Strom, um die elektrolytischen Prozesse zu ermöglichen und zusätzliche Energie zur Gewinnung von CO2 aus der Atmosphäre zu beziehen.
Das Potenzial des synthetischen Sands geht über die bloße Herstellung von Beton hinaus. Aufgrund seiner anpassbaren Eigenschaften könnte er in Farben und Putzen Verwendung finden. Loria plant, große Reaktoren zur Erzeugung von synthetischem Sand direkt an Meeresküsten zu installieren. Diese Implementierung könnte die nachhaltige Produktion in großem Maßstab fördern.
