Bột rong biển trong xi măng giúp giảm phát thải carbon từ bê tông

Bê tông được sử dụng nhiều cho các công trình xây dựng. Tuy nhiên, xi măng, thành phần chính của bê tông, lại là nguồn sinh ra 10% tổng lượng khí thải CO2 trên toàn thế giới. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington và công ty Microsoft đã tạo ra loại bê tông mới thải ít carbon bằng cách trộn bột rong biển khô với xi măng. Xi măng trộn rong biển có thể làm giảm 21% nguy cơ nóng lên toàn cầu, trong khi vẫn duy trì độ bền. Nhờ sự hỗ trợ của các mô hình học máy, nhóm nghiên cứu đã đưa ra công thức xi măng mới chỉ trong thời gian ngắn hơn bình thường. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Matter.

Sản xuất một kg xi măng thải ra gần một kg CO2. Phần lớn lượng khí thải CO2 này bắt nguồn từ nhiên liệu hóa thạch dùng để nung nóng nguyên liệu thô và từ phản ứng hóa học nung vôi trong quá trình sản xuất. Trái lại, rong biển là bể chứa carbon, hút carbon từ không khí và lưu trữ trong quá trình phát triển. Đáng chú ý, rong biển có thể thay thế trực tiếp một phần xi măng trong bê tông, dẫn đến phát thải carbon thấp hơn đáng kể.

Theo ước tính của PGS. Eleftheria Roumeli, tác giả chính của nghiên cứu, để xác định thành phần hỗn hợp lý tưởng sẽ phải mất 5 năm thử nghiệm, bởi lẽ bất kỳ mẫu bê tông nào cũng mất khoảng một tháng để đông cứng hoàn toàn trước khi có thể đánh giá chính xác các đặc điểm của nó.

Để đẩy nhanh quá trình này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình học máy tùy chỉnh và huấn luyện mô hình với 24 công thức xi măng ban đầu. Sau đó, các tác giả sử dụng mô hình này dự đoán những hỗn hợp lý tưởng để thử nghiệm tại lab. Thông qua đưa kết quả thử nghiệm đó trở lại mô hình, các nhà khoa học có thể nghiên cứu mô hình, kết hợp với chuyển đổi công thức nhanh chóng. Kết quả là hỗn hợp xi măng bổ sung rong biển tối ưu có lượng khí thải carbon giảm, đã được xác định chỉ trong 28 ngày thông qua các bài kiểm tra cường độ nén.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, các tác giả dự định sẽ nghiên cứu sâu hơn về cách thành phần và cấu trúc rong biển ảnh hưởng đến hiệu suất xi măng. Mục tiêu lớn hơn là khái quát hóa kết quả nghiên cứu cho các loại tảo khác nhau (hoặc thậm chí là chất thải thực phẩm) để các nhà sản xuất có thể tạo ra các giải pháp thay thế xi măng bền vững tại nhiều nơi trên thế giới và sử dụng học máy để nhanh chóng tối ưu hóa các giải pháp.

PGS. Roumeli chia sẻ: "Bằng cách kết hợp các vật liệu tự nhiên như rong biển với các công cụ dữ liệu hiện đại, chúng tôi có thể nội địa hóa sản xuất, giảm phát thải và nhanh chóng hướng tới xây dựng hạ tầng xanh. Đây là bước tiến thú vị hướng tới tạo ra thế hệ vật liệu xây dựng mới bền vững".

Vista.gov.vn