Vật liệu mới có thể thu giữ CO2

Vật liệu này không chỉ bền chắc, lâu dài và có thể tái chế, mà còn giúp thu giữ khí CO₂ trong quá trình sản xuất, mở ra cơ hội cho ngành xây dựng giảm phát thải khí nhà kính đáng kể trong ngành xây dựng.

Trong bối cảnh nhu cầu xây dựng xanh và bền vững ngày càng tăng, ngành xây dựng đang tìm kiếm các giải pháp thay thế bê tông truyền thống. Vật liệu cấu trúc enzym (ESM) được WPI phát triển là một giải pháp có thể ứng dụng trong xây dựng và thân thiện với môi trường. Không chỉ giảm phát thải, ESM còn chủ động thu giữ CO₂, mở ra hướng đi mới cho các công trình xanh, nhà ở giá rẻ, hạ tầng chống biến đổi khí hậu và tái thiết sau thiên tai.

Vật liệu cấu trúc enzym (ESM) có độ bền cao, đông cứng nhanh và tái chế được, phù hợp cho các ứng dụng xây dựng thực tế.

Chuyển đổi CO₂ thành vật liệu xây dựng

Dưới sự dẫn dắt của giáo sư Nima Rahbar, trưởng khoa Kỹ thuật xây dựng, Môi trường và Kiến trúc tại WPI, nhóm nghiên cứu đã phát triển vật liệu cấu trúc enzym bằng cách sử dụng enzym để biến đổi carbon dioxide thành các hạt khoáng rắn. 

Các hạt này sau đó được kết dính và làm đông cứng trong điều kiện nhẹ nhàng, cho phép tạo hình các cấu kiện xây dựng chỉ trong vài giờ. Khác với bê tông truyền thống cần nhiệt độ cao và thời gian đông cứng lâu, ESM có thể sản xuất nhanh chóng và giảm đáng kể tác động môi trường.

Theo giáo sư Rahbar, bê tông là vật liệu xây dựng phổ biến trên thế giới và sản xuất bê tông chiếm gần 8% phát thải CO₂ toàn cầu. Với ESM, 1 m³ sản xuất có thể thu giữ hơn 6 kg CO₂, trong khi bê tông thông thường thải ra khoảng 330 kg CO₂. Đây là bước tiến lớn hướng tới các giải pháp xây dựng carbon âm thực tiễn và khả thi.

Tiềm năng ứng dụng trong xây dựng

Vật liệu cấu trúc enzym có tốc độ đông cứng nhanh, độ bền có thể điều chỉnh và khả năng tái sử dụng, làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng thực tế như sàn mái, tường và các cấu kiện xây dựng modular. Khả năng sửa chữa dễ dàng cũng giúp giảm chi phí dài hạn và hạn chế lượng vật liệu thải ra bãi rác mỗi năm, giải quyết vấn đề thường bị bỏ qua trong xây dựng.

Giáo sư Rahbar nhấn mạnh rằng, nếu ngành xây dựng toàn cầu chuyển sang sử dụng các vật liệu carbon âm như ESM, sẽ làm giảm đáng kể lượng phát phải CO₂.

Vật liệu này cũng có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhà ở giá rẻ, xây dựng chống biến đổi khí hậu và phục hồi sau thiên tai, nơi các cấu kiện nhẹ và sản xuất nhanh có thể giúp đẩy nhanh quá trình xây dựng. 

Với quy trình sản xuất tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu sinh học có thể tái tạo, ESM đáp ứng các mục tiêu xây dựng hạ tầng carbon trung tính và mô hình sản xuất tuần hoàn.

Sự ra đời của vật liệu cấu trúc enzym mở ra hướng đi mới cho ngành xây dựng xanh và bền vững. Việc áp dụng rộng rãi các vật liệu carbon âm như ESM có thể giảm đáng kể phát thải CO₂ từ bê tông và cải thiện hiệu quả kinh tế lâu dài. Đây là bước tiến quan trọng giúp ngành xây dựng đáp ứng các mục tiêu phát triển hạ tầng bền vững trên toàn cầu.

Với ngành xi măng và vật liệu xây dựng, đây không chỉ là một nghiên cứu học thuật, mà là tín hiệu rõ ràng cho cuộc tái cấu trúc công nghệ trong 10–20 năm tới, nơi “xây dựng xanh” sẽ chuyển dần sang “xây dựng hấp thụ carbon”.

Buildata