Cornell leitet konkretes Dekarbonisierungsprojekt

Beton schafft elastische Böden, Autobahnbrücken und Bürgersteige in der Stadt, aber seine Nützlichkeit hat seinen Preis: Die Betonproduktion verursacht mehr als 8 % der CO2-Emissionen, fast viermal so viel wie die Luftfahrtindustrie.

Greeshma Gadikota, Croll Sesquicentennial Fellow und außerordentliche Professorin für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Cornell Engineering, wird die Bemühungen zur Dekarbonisierung der Betonindustrie leiten, indem sie Technologien zur Kohlendioxidabscheidung und -mineralisierung zur Herstellung kohlenstoffarmer Baumaterialien nutzt.

Das 4-Millionen-Dollar-Projekt ist Teil des Clean Energy Plans von Präsident Joe Biden und wird vom US-Energieministerium finanziert.

„Die hohen Kohlendioxidemissionen während des gesamten Prozesses machen Beton zu einem der kohlenstoffintensivsten Produkte“, sagte Gadikota, der als Hauptforscher des Projekts fungieren wird. Sie ist Senior Faculty Fellow am Cornell Atkinson Center for Sustainability.

„Dieses Projekt erfordert, dass wir die CO2-Intensität der Betonproduktion um 60 % oder mehr senken. Das ist eine große Herausforderung“, sagte sie. „Wenn wir an jedem Betonherstellungsstandort neue Technologien implementieren können, können wir den globalen Beitrag von Kohlendioxid von 10 % auf 4 % senken. Das ist ein großer Einschnitt.“

Mit der Finanzierung möchte Gadikota integrierte Wege zur Abscheidung von Kohlendioxid und seiner Umwandlung in feste Produkte aufbauen, für die ihre Gruppe bekanntermaßen Baumaterialien herstellt, die anthropogenes Kohlendioxid enthalten. Diese Arbeit wurde ursprünglich von Cornell Atkinson über einen akademischen Risikofonds für 2023 und einen Fast Grant für 2022 aus dem Projekt 2030 finanziert.

Letztes Jahr veröffentlichte das DOE seine Roadmap zur industriellen Dekarbonisierung, in der fünf inländische energieintensive Industrien identifiziert wurden, auf die sich eine Reduzierung des Kohlendioxids auswirken kann: Zement und Beton, Chemikalien, Lebensmittel und Getränke, Eisen und Stahl sowie Erdölraffination.

Die Betonherstellung erfordert große Mengen an Wärme aus Quellen wie Kohle und Petrolkoks – bekannt als Petrolkoks, der bei der Raffinierung von Öl gewonnen wird und mehr Kohlendioxid erzeugt als Kohle. Nach Angaben des Energieministeriums macht diese Verbrennung etwa 88 % des gesamten Energieverbrauchs des Sektors aus.

Bei dem Forschungsprojekt „Beschleunigte Dekarbonisierung von Zement durch integrierte CO2-Abscheidung und Mineralisierung zur Herstellung hochfester Baumaterialien“ wird Gadikota von Sriramya Nair, Assistenzprofessorin für Bau- und Umweltingenieurwesen und Fakultätsmitglied an der Cornell Atkinson, begleitet . Ihr Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Charakterisierung neuartiger zementärer Materialien.

Die anderen Co-Hauptforscher sind Costas Tsouris, Radu Custelcean und Denise Antunes da Silva vom Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee.

Die Gruppe wird mit Industriepartnern wie dem Betonlieferanten Argos USA, Alpharetta, Georgia; Stahlhersteller Nucor Corporation, Auburn, New York; und Zementlieferant Votorantim Cimentos North America.

Gadikota sagte, dass die Forscher mit Argos USA die Machbarkeit der neuen Technologie unter relevanten Industriebedingungen demonstrieren und dabei das technische Fachwissen von Votorantim Cimentos in Bezug auf nachhaltige Baumaterialien und die Verwendung von EAF-Schlacken – Elektrolichtbogenofenschlacke, die als Nebenprodukt anfällt – nutzen werden während des Stahlherstellungsprozesses – geliefert von Nucor.

Gadikota sagte: „Die im Rahmen dieses Projekts entwickelten Methoden im Labor- und Pilotmaßstab werden die umfassende Umsetzung und Kommerzialisierung dieser neuen Technologie zur Dekarbonisierung der Zementindustrie beeinflussen.“

Erhalten Sie Cornell-Nachrichten direkt in Ihren Posteingang.