用于建筑的新型 3D 打印材料能够捕获二氧化碳

俄勒冈州立大学和桑迪亚国家实验室已经从美国能源部获得了为期三年的54万美元赠款，用于探索是否有可能在将其矿化形式捕获到3D打印建筑材料中之前捕获工业排放中的二氧化碳。研究人员的目标是绿化经济的一个重要部门，即建筑业，这是污染最严重的部门之一。该研究将由俄勒冈州立大学工程学院土木工程助理教授Pavan Akula领导的团队进行，由桑迪亚，印度科学研究所，印度理工学院Roorkee以及两个工业合作伙伴Graymont和Verdant Building Alternatives的研究人员组成。

近年来，全球变暖问题以及采取措施减少全球变暖和保护环境的必要性一直在增加。仅建筑业就占全球二氧化碳排放量的 13%。3D打印被视为解决问题的可能解决方案，多年来我们已经看到了许多混凝土3D打印项目。然而，根据发起这项研究的研究人员的说法，问题实际上可能在于所使用的材料。“近年来，混凝土3D打印技术在建筑施工中越来越受欢迎，因为它是一种更可持续的替代方案 – 它减少了浪费和运输成本。然而，大多数混凝土的3D打印仍然只依赖于真正碳密集型的传统材料，“Pavan Akula教授评论道。

图片来源：俄勒冈州立大学

或者更具体地说，他指的是波特兰水泥，它是 1800 年代初在英国开发的。目前，它是混凝土中最常用的粘合剂类型。它通常是通过在温度高达2，820华氏度的工业窑中开采，研磨和加热粘土和石灰石来生产的。该过程改变了材料的化学性质，并产生了“熟料”，即水泥的主要成分。然而，这个过程也会产生大量的二氧化碳。这就是研究人员希望解决的问题。

新型3D打印材料可带来更可持续的建筑
那么3D打印如何介入解决这个问题呢？该项目旨在捕获石灰和水泥行业排放的二氧化碳，并开发可持续的粘合剂，可以储存和矿化印刷建筑构件（如墙壁）中捕获的二氧化碳。“我们的项目旨在开发能够显着减少3D打印所用材料的碳足迹的技术和材料，”Akula说。

尽管硅酸盐水泥会释放二氧化碳，但仍广泛用于建筑（图片来源：KVDP，公共领域，通过维基共享资源）

这个问题尤其重要，因为预计对混凝土的需求将继续增长，全球城市化趋势也是如此。因此，使用新技术对于解决当前的问题至关重要，正如未来需要新的材料和做事方式来应对不断变化的世界一样。这些新的解决方案可能使实现《巴黎条约》中规定的目标成为可能。《联合国气候变化框架公约》成员国于2015年签署的国际条约呼吁将全球平均气温上升控制在比工业化前水平高2°C的阈值以下，并将这一上升限制在1.5°C，因为这将大大降低气候变化的风险和影响。

这不是唯一一个以这一目标为目标正在进行的项目，我们已经反复报道了增材制造和创新项目的可持续性问题，这些项目通过使用3D技术来保护环境。例如，在建筑业，我们已经看到粘土或生物来源的材料被用作提供更可持续住房的一种方式。此外，我们还看到了最近的举措，例如欧洲项目ConstructAdd，该项目研究了在建筑和汽车行业采用金属作为3D打印材料的好处。您可以在新闻稿中找到有关Akula教授工作的更多信息 这里.