به گزارش پایگاه خبری «معدن نامه» با وجود این اهمیت، فرآیند تولید سیمان یکی از پرمصرف‌ترین و آلاینده‌ترین فعالیت‌های صنعتی جهان محسوب می‌شود. بخش عمده سیمان از سنگ آهک تهیه می‌شود؛ ماده‌ای که برای تبدیل شدن به سیمان باید در دماهای بسیار بالا حرارت ببیند. این گرمایش شدید، علاوه بر مصرف انرژی فراوان، باعث آزاد شدن مقدار زیادی دی‌اکسید کربن می‌شود؛ گازی که نقش مهمی در گرمایش زمین دارد.
ضرورت تحقیق درباره روش‌های جدید تولید سیمان از آنجا ناشی می‌شود که این صنعت به‌تنهایی حدود ۸ درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن جهان را به خود اختصاص داده است. حتی اگر سایر بخش‌ها مانند حمل‌ونقل یا تولید برق پاک‌تر شوند، ادامه روند فعلی در صنعت سیمان می‌تواند تلاش‌ها برای مهار تغییرات اقلیمی را تضعیف کند. به همین دلیل، پژوهشگران به دنبال راهکارهایی هستند که هم نیاز روزافزون جهان به مصالح ساختمانی را تأمین کند و هم آسیب کمتری به محیط‌زیست وارد سازد. کاهش دمای فرآیندها، استفاده از مواد بازیافتی و جایگزینی سوخت‌های فسیلی با منابع پاک از جمله مسیرهایی است که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته‌اند.
گروهی از پژوهشگران بین‌الملل به سرپرستی کرتیس برلینگوت و با همکاری تیمی از دانشگاه بریتیش کلمبیای کانادا، در همین راستا پژوهشی را انجام داده‌اند که بر تغییر مسیر تولید سیمان تمرکز دارد. آن‌ها در این تحقیق نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از رویکردی متفاوت، نوعی سیمان به نام «بلیتی» را در شرایط ملایم‌تری تولید کرد. سیمان بلیتی به‌ویژه برای سازه‌های عظیم مانند سدها اهمیت دارد و از نظر دوام و کارایی، کاربردهای گسترده‌ای دارد.
روش کار این پژوهش بر پایه استفاده از برق و فرآیندهای الکتروشیمیایی است. به‌طور ساده، به جای حرارت دادن مستقیم سنگ آهک و مواد معدنی سیلیسی در دماهای بسیار بالا، واکنش‌های شیمیایی اصلی با کمک جریان برق و در دمای حدود ۶۰ درجه سانتی‌گراد انجام شده است. محصول این مرحله، پیش‌ماده‌ای بوده که سپس در کوره و در دمای حدود ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد به سیمان بلیتی تبدیل شده است. این دماها در مقایسه با روش‌های سنتی که به بیش از ۱۴۵۰ درجه سانتی‌گراد نیاز دارند، بسیار پایین‌تر است.
یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که کاهش دمای فرآیند، تأثیر چشمگیری بر مصرف انرژی دارد. طبق نتایج، انرژی حرارتی مورد نیاز برای تولید سیمان در این روش جدید حدود ۷۰ درصد کمتر از روش‌های رایج است. این موضوع به معنای کاهش فشار بر منابع انرژی و هزینه‌های تولید است، بدون آنکه کیفیت نهایی سیمان به خطر بیفتد.
در بخش دیگری از نتایج، پژوهشگران به کاهش انتشار دی‌اکسید کربن پرداخته‌اند. آن‌ها با جایگزین کردن سنگ آهک با سیمان بازیافتیِ ضایعاتی، توانستند میزان انتشار را به حدود ۲۰ کیلوگرم دی‌اکسید کربن به ازای هر تن سیمان برسانند، در حالی که این عدد در روش‌های معمول حدود ۸۰۰ کیلوگرم است. این کاهش ۹۸ درصدی نشان می‌دهد که استفاده از مواد بازیافتی می‌تواند نقشی اساسی در پاک‌تر شدن این صنعت داشته باشد.
بر اساس این یافته‌ها، واکنش‌های الکتروشیمیایی مورد استفاده، هیدروژن نیز تولید می‌کنند. هیدروژن گازی است که می‌تواند به‌عنوان سوخت پاک سوزانده شود و انرژی لازم برای مرحله دوم تولید سیمان را فراهم کند. در صورت استفاده از این هیدروژن، نیاز به سوخت‌های فسیلی بیش از پیش کاهش می‌یابد و چرخه‌ای کم‌کربن‌تر شکل می‌گیرد.
به گفته مجریان این تحقیق، اهمیت یافته‌های فوق در آن است که راه را برای صنعتی‌سازی روشی باز می‌کند که هم اقتصادی‌تر و هم سازگارتر با محیط‌زیست است.
این نتایج علمی ارزشمند در نشریه تخصصی ACS Energy Letters منتشر شده‌اند. نشریه فوق وابسته به انجمن شیمی آمریکا (American Chemical Society) است و به انتشار پژوهش‌های نوآورانه در حوزه انرژی می‌پردازد.
