SublimeCement cho biết họ đã sẵn sàng bắt đầu nhân rộng loại "xi măng sạch nhất thế giới" đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất của ngành, dựa vào máy điện phân ở nhiệt độ phòng thay vì lò nung nhiên liệu hóa thạch và sử dụng nhiều loại vật liệu đầu vào không chứa carbon. Quy trình sản xuất bê tông truyền thống tạo ra một tấn carbon dioxide cho mỗi tấn xi măng được sản xuất. Lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu vào năm 2022 sẽ vào khoảng 4,1 tỷ tấn, trong đó riêng Trung Quốc chiếm hơn một nửa.
Vì vậy, đây cũng là một cơ hội lớn; Khi các quy định về khử cacbon và thuế cacbon có hiệu lực, bất kỳ ai có thể là người đầu tiên sản xuất các chất thay thế xi măng hoàn toàn không có cacbon, cạnh tranh về chi phí trên toàn cầu đều có thể có một máy in tiền khổng lồ.
Không thiếu các giải pháp thay thế bê tông có hàm lượng carbon thấp và thu giữ carbon, nhưng Sublime Systems của MIT được đặc biệt quan tâm vì nó sử dụng phương pháp điện hóa mới để sản xuất xi măng "không carbon thực sự" thay vì "không carbon thực" hoặc "cô lập carbon" -- vì nó có thể loại bỏ hoàn toàn lượng khí thải carbon tại hai điểm chính trong quy trình sản xuất nơi chúng thường được sản xuất.
Trong sản xuất xi măng thông thường, đá vôi được nung nóng đến khoảng 1400°C (2552°F) bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch, nguồn phát thải chính đầu tiên, để sản xuất vôi nguyên chất. Tuy nhiên, đá vôi có khoảng 50% trọng lượng là carbon dioxide và khi lò nung nóng và giải phóng carbon dioxide, rất khó thu giữ vì carbon dioxide trộn lẫn với khí thải.
Phương pháp của Sublime hoàn toàn khác, nó sử dụng phương pháp điện phân. Những người đồng sáng lập công ty, Tiến sĩ Leah Ellis và Tiến sĩ Jiang Yiming đã xuất bản một bài báo trên Medium giải thích chi tiết về phương pháp này, nhưng quy trình cơ bản như sau.
Nước phân tách ở độ pH gần như trung tính, tạo ra hydro và oxy đồng thời tạo ra độ pH giữa hai điện cực. Các khoáng chất chứa canxi phản ứng với axit hình thành ở cực dương để tạo thành các ion canxi hòa tan, sau đó di chuyển về phía cực âm. Khi độ pH của chúng đạt ít nhất là 12,5, chúng phản ứng với chất kiềm do cực âm tạo ra, kết tủa dưới dạng canxi hydroxit rắn, còn được gọi là vôi xây dựng hoặc vôi ngậm nước.
Vôi này có thể thay thế trực tiếp cho xi măng truyền thống sản xuất. Những người sáng lập cho biết Sublime đã phát triển phương pháp này, hiện nay tiết kiệm năng lượng hơn, không cần sản xuất hydro, có thể tách dòng khí oxy và carbon dioxide, có thể chiết xuất vôi liên tục từ lò phản ứng và có thể được sản xuất bằng thiết bị điện phân sẵn có.
Quy trình này rất linh hoạt và có thể sử dụng nhiều loại nguyên liệu thô khác nhau. Nó cũng có thể được sử dụng nếu chỉ có sẵn đá vôi cấp thấp. Quá trình này không thể tránh khỏi việc sản sinh ra carbon dioxide, nhưng ít nhất nó được sản xuất ở trạng thái tinh khiết, nhiệt độ thấp và được nén ở áp suất 10 bar, giúp dễ dàng thu giữ và lưu trữ. So với sản xuất xi măng thông thường, mức tiêu thụ năng lượng và khí thải giảm đáng kể.
Đối với xi măng không carbon thực sự, quy trình chiết xuất canxi tinh khiết từ các tạp chất như silica, magie, sắt hoặc nhôm và tinh chế chúng thành vật liệu cao cấp hơn trong quá trình sản xuất. Điều tuyệt vời nhất là tất cả đều diễn ra ở nhiệt độ phòng, không cần lò đốt hay sưởi điện.
Sublime tuyên bố đây là "bê tông duy nhất không sử dụng nhiên liệu hóa thạch, có khả năng mở rộng và có thể thay thế trực tiếp cho xi măng truyền thống".
Cách đây vài ngày, Sublime thông báo sản phẩm của hãng đã nhận được chứng nhận ASTMC1157. Đây là tiêu chuẩn công nghiệp hoàn toàn dựa trên các yêu cầu về hiệu suất, với các thông số thử nghiệm bao gồm phát triển cường độ, độ bền, độ co ngót, khả năng giữ nước, hàm lượng không khí, thời gian đông kết, mật độ, đông cứng và nứt sớm, nghĩa là xi măng Sublime hiện có thể được sử dụng tuân thủ các quy tắc xây dựng chính của Hoa Kỳ và quốc tế.
Việc thu giữ carbon trong sản xuất xi măng có giá từ 19 đến 205 USD mỗi tấn carbon dioxide, theo bản tóm tắt chính sách năm 2022 từ Trung tâm Belfer của Đại học Harvard. Vì vậy, dù không biết Sublime đang nói đến quy mô nào, sản phẩm xi măng sạch đầu tiên của công ty có thể đắt hơn từ 15-158% so với giá kệ của các đối thủ cạnh tranh bẩn.
Sản xuất bê tông chịu trách nhiệm cho khoảng 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu - đây là một ngành công nghiệp khổng lồ và là ngành mà các giải pháp thay thế khử cacbon sẽ đóng góp to lớn trong cuộc đua đạt tới mức không carbon vào năm 2050.