Cientistas criaram nos Estados Unidos um material de construção sustentável, com carbono negativo, utilizando água do mar, eletricidade e dióxido de carbono (CO2).
O material, que elimina mais CO2 do que emite, retendo até mais de metade do seu peso em CO2, pode ser utilizado no betão como substituto da areia (que entra em 70% da composição do betão) ou no fabrico de cimento, gesso e tinta, não enfraquecendo a resistência do cimento ou betão.
Em comunicado, a Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, que liderou o trabalho, destaca ainda que o processo para gerar o material com carbono negativo também liberta hidrogénio, um combustível limpo com diversas aplicações, nomeadamente nos transportes, que pode ajudar no combate às alterações climáticas.
Um processo inspirado na técnica que moluscos utilizam para formar as suas conchas
Num reator, os cientistas começaram por inserir elétrodos em água do mar e aplicar uma corrente elétrica. A baixa corrente elétrica separou as moléculas de água em hidrogénio e iões de hidróxido.
Mantendo a corrente elétrica, os investigadores injetaram CO2 na água do mar, cuja composição química foi alterada com este processo, aumentando a concentração de iões de bicarbonato.
Os iões de hidróxido e de bicarbonato reagiram com outros iões dissolvidos, como cálcio e magnésio, que existem naturalmente na água do mar e a reação produziu minerais sólidos, como carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio.
O carbonato de cálcio atua diretamente como um sumidouro de carbono, enquanto o hidróxido de magnésio sequestra carbono através de interações posteriores com o CO2.
O método usado foi inspirado na técnica que moluscos utilizam para formar as suas conchas, aproveitando a energia metabólica para converter os iões dissolvidos em carbonato de cálcio.
Em vez de energia metabólica, os cientistas aplicaram energia elétrica para iniciar o processo e impulsionaram a mineralização com a injeção de CO2.
Um material que pode ser mais denso ou mais poroso
Nas experiências feitas, a equipa de investigadores não só conseguiu transformar o carbonato de cálcio e o hidróxido de magnésio em areia, mas também alterar a composição do novo material através do controlo de variáveis, como a voltagem e a corrente elétrica, a duração da injeção de CO2 ou da recirculação da água do mar no reator.
Dependendo das condições, o material resultante pode ser mais poroso ou mais denso e duro, mas é sempre composto por carbonato de cálcio e/ou hidróxido de magnésio.
Segundo os autores do estudo, divulgado na publicação científica Advanced Sustainable Systems, o controlo das propriedades do novo material durante o processo de produção, como a composição química, tamanho, forma e porosidade, dá "alguma flexibilidade" para criar materiais "adequados para diferentes aplicações".
Responsável por 8% das emissões globais de CO2, a indústria cimenteira é a quarta maior emissora de carbono do mundo, de acordo com o Fórum Económico Mundial.
O trabalho resultou de uma parceria entre a Universidade Northwestern e a Cemex, uma empresa de materiais de construção sediada no México, e dedicada ao desenvolvimento de soluções sustentáveis, com representação nos Estados Unidos.