スケーラブルな電気化学的コンクリート製造とクローズドループリサイクル

科学分野:

• 持続可能な材料科学; グリーンケミストリー; サーキュラーエコノミーエンジニアリング

背景:

• コンクリート生産は、CO2排出と建設廃棄物の主要な発生源です。現在のコンクリートリサイクル方法はダウンサイクリングにつながり、環境上の利点を制限しています。コンクリートの持続不可能性に対処するには、循環型経済アプローチが必要です。

研究 の 目的:

• コンクリート廃棄物のアップサイクルを目的とした電気化学駆動リサイクル（ER）戦略を開発すること。水和セメント前駆体や無垢骨材を含む高価値資源を再生すること。従来のコンクリートと同等の性能を持つカーボンニュートラルコンクリートを作成すること。

主な方法:

• 水和セメント相を分解するために、電気化学駆動リサイクル（ER）プロセスが開発されました。回収された材料を使用して、逆ポルトランドセメントと逆コンクリートが製造されました。このプロセスは、パイロットスケール（年間19.2トン）で検証されました。

主要な成果:

• ER戦略は95.4重量%の循環性を達成しました。地球温暖化係数は448.4から-4.6 kg CO2-eq/m3に削減され、カーボンニュートラルが達成されました。コスト分析では、従来の生産との競争力が示され、最大94.8ドル/m3の純利益が得られる可能性があります。

結論:

• ER戦略は、材料と炭素のループを閉じることにより、循環型コンクリートに向けたスケーラブルな道を提供します。この方法は、コンクリート解体廃棄物を終末期の問題から価値ある資源へと変えます。電気化学的リサイクルは、持続可能なコンクリート生産のための実行可能で経済的なソリューションを提示します。