Vật liệu xây dựng mới không phát thải carbon, mà còn hấp thụ carbon

Các nhà nghiên cứu tại Viện Bách khoa Worcester (WPI), Hoa Kỳ, đang hình dung ra một thế giới mà một phần các tòa nhà được xây dựng với lượng khí thải carbon được loại bỏ hoàn toàn, và họ đã phát triển loại vật liệu xây dựng mới để biến điều đó thành hiện thực.

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí uy tín Matter, bước tiến này giới thiệu vật liệu cấu trúc enzyme (ESM), một loại vật liệu chắc chắn, bền lâu, được sản xuất bằng quy trình tiết kiệm năng lượng. Những gì nhóm nghiên cứu phát triển là giải pháp thiết thực, không chỉ giảm khí thải mà còn thực sự thu giữ carbon.

Nhóm nghiên cứu tạo ra ESM, bằng cách sử dụng một loại enzyme, có thể chuyển đổi carbon dioxide thành các hạt khoáng chất. Các hạt này, sau đó được liên kết với nhau và làm khô trong điều kiện nhẹ nhàng, giúp tạo hình vật liệu thành các cấu kiện kết cấu chỉ trong vài giờ.

Trái ngược với bê tông thông thường, cần nhiệt độ cao và thời gian làm khô kéo dài, ESM có thể sản xuất nhanh chóng, đồng thời giảm đáng kể tác động đến môi trường. Hơn nữa, ESM có thể giúp giảm lượng bê tông xây dựng cần thiết cho các tòa nhà.

Xi măng là vật liệu xây dựng phổ biến nhất trên thế giới. Quá trình sản xuất ra nó chiếm gần 8% lượng khí thải CO₂ toàn cầu, đồng thời tiêu tốn nhiều năng lượng. Trong khi đó, sản xuất một m³ ESM có thể hấp thụ hơn 6 kg CO₂, so với sản xuất cùng lượng bê tông thông thường tạo ra 330 kg CO₂.

Khả năng đông cứng nhanh, độ bền có thể điều chỉnh và khả năng phục hồi của ESM khiến nó đặc biệt hứa hẹn cho các ứng dụng thực tế như mái nhà, tấm tường, cấu kiện xây dựng module. Nó cũng có khả năng sửa chữa cao, giúp giảm chi phí xây dựng dài hạn và giảm đáng kể lượng vật liệu thải ra bãi rác mỗi năm.

Đổi mới này có giá trị tiềm năng cho ngành xây dựng, từ nhà ở giá rẻ, xây dựng thích ứng với biến đổi khí hậu đến khắc phục thiên tai, nơi vật liệu kết cấu nhẹ, sản xuất nhanh chóng giúp đẩy nhanh nỗ lực tái thiết. Vì ESM được sản xuất với năng lượng thấp và nguyên liệu sinh học tái tạo, nên nó cũng phù hợp với các mục tiêu toàn cầu về trung hòa carbon và sản xuất tuần hoàn.

Các dự án khác có tính chất tương tự cũng đang phát triển, như hỗn hợp bê tông ở Nhật Bản có khả năng hấp thụ chất ô nhiễm. Một nghiên cứu của Đại học Auckland tập trung vào kỹ thuật xây dựng của người La Mã cổ đại, sử dụng đá bọt, vỏ sò làm vật liệu. Các dự án bền vững này thân thiện với môi trường và giảm lượng khí thải gây ô nhiễm không khí, đem lại lợi ích cho cộng đồng.