Dünyanın en yüksek karbon emisyonuna sahip sanayi kollarından biri olan çimento sektöründe devrim niteliğinde bir gelişme yaşandı. Çin Bilimler Akademisi’ne bağlı Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü (Huawusuo) araştırmacıları, çelik üretiminin yan ürünlerini ve metanı kullanarak çimento üretimindeki CO₂ emisyonlarını büyük oranda azaltan yeni bir katalitik süreç geliştirdi.
Araştırma ekibi, çimento üretimi sırasında açığa çıkan karbonun yaklaşık yüzde 60’ının kalsiyum karbonatın (CaCO₃) yüksek sıcaklıkta ayrışmasından kaynaklandığını belirtiyor. Bu süreç, sektörün temel kimyasal yapısından kaynaklanan bir sorun olarak, yüzyıllardır karbon yoğunluğunun azaltılamamasına neden olmuştu.
ÇELİK ATIKLARI DÖNÜŞTÜ
Dr. Zhenggang Liu ve Dr. Rui Lu’nun liderliğinde yürütülen çalışmada, araştırmacılar demir, alüminyum ve çinkodan oluşan simüle edilmiş bir çelik atığı türevi geliştirerek katalitik bir sistem oluşturdu. Bu sistem, CaCO₃ ile birlikte metan atmosferine yerleştirildiğinde eş-termal bir reaksiyon başlattı ve kalsiyum karbonatı ayrıştırarak hidrojen ve karbon monoksit karışımı olan sentez gazını üretti.
Bu yöntem sadece emisyonu azaltmakla kalmıyor; aynı zamanda üretim sürecine doğrudan entegre edilebilecek malzemeler kullanarak atığı da minimize ediyor. Katalitik bileşenlerin çıkarılması gerekmeden çimento klinkerine dahil edilebilmesi, mevcut üretim altyapısıyla uyumlu olmasını sağlıyor.
İKİ AŞAMALI REAKSİYON
Araştırmada süreci destekleyen iki ayrı reaksiyon mekanizması da tanımlandı. Birinci yol, adsorbe edilen metanın demir-kalsiyum arayüzeyinde karbon-oksijen bağıyla etkileşime girmesiyle sentez gazı üretimini sağlıyor. İkinci yol ise CaCO₃’nin önce CaO ve CO₂’ye ayrışmasını, ardından CO₂’nin aktifleştirilmiş metanla reaksiyona girmesini kapsıyor.
Alüminyum ve çinko katkıları, katalizör yüzey alanını ve aktif demir bölgelerinin etkinliğini artırarak süreci daha verimli hale getiriyor.
YÜZDE 80 EMİSYON AZALMASI
Elde edilen veriler, bu yöntemin karbon emisyonlarını geleneksel kalsiyum karbonat ayrıştırma sürecine kıyasla yaklaşık yüzde 80 oranında azaltabileceğini gösteriyor. Yaşam döngüsü analizleri de (LCA), sürecin endüstriyel ölçekte uygulanması durumunda ciddi çevresel kazanımlar sağlayacağını ortaya koyuyor.
Dünya genelinde çimento üretiminin toplam CO₂ emisyonlarının yaklaşık %8’ini oluşturduğu göz önüne alındığında, bu gelişme sektörde oyunun kurallarını değiştirecek bir potansiyele sahip.
YEŞİL ÜRETİM HEDEFİ
Uzmanlar, çalışmanın sadece çimento endüstrisini karbonsuzlaştırma konusunda önemli bir çözüm sunmadığını, aynı zamanda endüstriyel atıkların sürdürülebilir dönüşümde ne kadar değerli bir kaynak olabileceğini de gösterdiğini vurguluyor.
Küresel iklim değişikliğine karşı mücadelenin hız kazandığı bu dönemde, Çinli bilim insanlarının geliştirdiği bu yöntem, daha yeşil ve sürdürülebilir bir üretim vizyonu için umut vadediyor.
