Theo báo cáo của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA), xi măng đứng thứ ba trong số 10 nguồn gây ô nhiễm công nghiệp lớn nhất. Mỗi năm có khoảng 2 tỷ tấn CO2 thải vào môi trường do quá trình sản xuất và sử dụng xi măng.

Trưởng nhóm nghiên cứu Wil Srubar, Giáo sư tại Đại học Colorado Boulder, lưu ý rằng quá trình sản xuất thương mại xi măng Portland liên quan đến việc đốt một lượng lớn đá vôi dẫn đến phát thải CO2, chất ô nhiễm và khí độc, ảnh hưởng nặng nề tới chất lượng không khí của khu vực xung quanh.

Giải pháp cho vấn đề này được Srubar tìm thấy vào năm 2017 trong một chuyến đi đến Thái Lan, nơi ông thấy các cấu trúc canxi carbonate (CaCO3) được xây dựng tự nhiên xung quanh các rạn san hô. Đá vôi cũng được tạo ra từ CaCO3. Nhìn các mỏ CaCO3, Srubar nghĩ rằng đá vôi cũng có thể được nuôi cấy tự nhiên thay vì khai thác từ mỏ đá.

Khi trở về Mỹ, Srubar cùng các cộng sự quyết định nuôi cấy một nhóm vi tảo có tên là Coccolithophores, tạo ra các hạt đá vôi một cách tự nhiên bằng cách hình thành mỏ CaCO3 thông qua quá trình quang hợp. Không giống như đá vôi tự nhiên phải mất hàng triệu năm để hình thành bên dưới mặt đất, phiên bản sinh học của Coccolithophores có thể được tạo ra trong thời gian thực. Hơn nữa, tảo Coccolithophores tạo ra canxi carbonate nhanh hơn so với các rạn san hô mà Giáo sư Srubar đã quan sát ở Thái Lan.

Nguyên liệu thô cần thiết để hình thành đá vôi sinh học trong nước biển chỉ bao gồm carbon dioxide hòa tan và ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, vì vi tảo có thể tồn tại ở cả nước mặn và nước ngọt, chúng có thể được sử dụng để sản xuất đá vôi ở hầu hết mọi nơi.

Điều đáng ngạc nhiên là việc sản xuất xi măng từ đá vôi sinh học không chỉ trung hòa carbon mà còn loại bỏ carbon do vi tảo hấp thụ CO2 từ môi trường cũng như lưu trữ dưới dạng CaCO3. Vậy nên, bê tông được hình thành từ xi măng này có thể mở ra một kỷ nguyên xây dựng bền vững mới trên toàn thế giới.

Với nghiên cứu đột phá này, Srubar đã được trao giải thưởng CAREER của Tổ chức Khoa học Quốc gia và gần đây, nhóm của ông đã nhận được khoản tài trợ trị giá 3,2 triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ. Họ cũng đã hợp tác với nhiều công ty tư nhân để mở rộng quy mô các hoạt động nghiên cứu và sản xuất liên quan đến đá vôi sinh học.

Vật liệu mới này hứa hẹn có thể giảm thiểu đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường do các hoạt động xây dựng gây ra.

Nguồn: CESTI