電気化学による炭素負のマグネシウムベースのセメントのためのシリケート材料の変換

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• 持続可能な化学

背景:

• マグネシウムシリケート水素 (M-S-H) シメントは,従来のカルシウムベースのポートランドシメント (PC) に比べてユニークな特性を持っています.
• 持続可能なセメント生産方法の開発は,CO2排出量を削減するために不可欠です.
• 地球に豊富に存在するシリケート鉱物は,新しいセメント粘着剤の潜在的原料である.

研究 の 目的:

• マグネシウムトライシリケート (Mg2Si3O8) をM-S-Hセメント前駆体へと電気化学的に変換することを研究する.
• Mg2Si3O8を溶解し,Mg(OH) 2とSiO2を形成する水の電解の役割を調査する.
• 二酸化炭素排出のないセメント製造プロセスの実現可能性を評価する.

主な方法:

• マグネシウムトライシリケートの溶解を誘導する水の電解.
• SEM,EDX,XRD,IR,29Si NMR,BET分析を用いた結果物質相の特徴づけ
• アモルフなシリカ回収のためのpH調整

主要な成果:

• ブルーサイト (Mg(OH) 2) は,大きな血小板のような構造で形成される.
• 陽子は残基のシリケート相でMg2+イオンを置き換えた.
• 高表面積の無形SiO2は,pHの調整によって回収された.

結論:

• マグネシウムトリシケートの電気化学的変換は,M-S-Hセメント前駆体への有効な経路です.
• このプロセスは従来のセメント製造に代わる CO2 排出のない代替手段です.
• この方法は,大規模な持続可能なセメント生産のための天然のシリケート鉱物にも応用され,炭素固化によって炭素負のシステムを潜在的に作り出すことができます.