A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)
Német kutatók forradalmi áttörést értek el a fenntartható építőiparban: sikerült vizeletből környezetbarát bio-betont előállítaniuk.
A Stuttgart Egyetemen működő Könnyűszerkezetek és Koncepcionális Tervezés Intézet (ILEK) kutatócsoportja, Lucio Blandini vezetésével, a mikrobiális biomineralizáció elvét alkalmazta – vagyis baktériumokat használtak arra, hogy a vizeletben található karbamidot kalcium-karbonáttá alakítsák.
A folyamat során keletkező nagy, sugaras szerkezetű kalcium-karbonát kristályok képesek a homokszemcséket szilárd egységgé kötni, így létrehozva egy olyan bio-betont, amely kémiai összetételében a természetes mészkőhöz hasonlít. A projekt a „SimBioZe” nevet kapta, és célja az, hogy hasznosítsa a jelenleg alig értékelt, de bőségesen rendelkezésre álló vizeletet építőanyagként.
A baden-württembergi Tudományos, Kutatási és Művészeti Minisztérium által támogatott előzetes tanulmány sikeresen bizonyította: lehetséges ökológiai módon, energiatakarékosan betont előállítani vizeletből, írja az Interesting Engineering.
Zöld építőanyag a beton helyett
A beton ma a világ leggyakrabban használt építőanyaga – évente körülbelül 4 milliárd tonnát állítanak elő belőle. Azonban a cementgyártás, amely a beton alapját képezi, hatalmas mennyiségű energiát emészt fel, és jelentős szén-dioxid kibocsátással jár. A kutatók ezért olyan bio-betont fejlesztettek, amely kevesebb energia felhasználásával és jóval alacsonyabb kibocsátással készül, miközben a vizeletet – mint hulladékot – egy értékláncba integrálva hasznosítják.
Maiia Smirnova kutatótárs elmondása szerint a bio-beton úgy készül, hogy baktériumokat tartalmazó port kevernek homokhoz, ezt formába öntik, majd három napon át kalciummal dúsított vizelettel mossák át. A baktériumok a karbamid lebontása során olyan kristályokat képeznek, amelyek összetartják az anyagot – így jön létre a szilárd, mészkőhöz hasonló bio-beton.
Ígéretes eredmények, új lehetőségek
A laboratóriumi kísérletek során technikai minőségű karbamidot alkalmazva a bio-beton nyomószilárdsága meghaladta az 50 megapaszkált (MPa), ami jóval erősebb, mint az eddig ismert biomineralizált anyagok. Mesterséges vizelettel 20 MPa, valódi emberi vizelettel viszont csupán 5 MPa szilárdságot mértek – ennek oka, hogy a baktériumok aktivitása csökkent a feldolgozás során. A kutatók célja a 30–40 MPa elérése, amely már háromszintes épületek építésére is alkalmas lenne.
„A bio-beton előállítása jóval kevesebb energiát igényel, mint a hagyományos cementgyártás, és kevesebb kibocsátással is jár” – hangsúlyozta Blandini. „Emellett a terméket egy körforgásos értékláncba integráljuk, így még fenntarthatóbbá válik.”
A következő fázisban a bio-beton fagyás-olvadás hatásainak ellenállását vizsgálják, hogy kiderüljön, kültéri használatra is alkalmas-e. Emellett a kutatók egy bemutatóüzemet is terveznek a stuttgarti repülőtéren, ahol a nagy forgalmú nyilvános mosdókban összegyűjtött vizeletet dolgoznák fel bio-betonná és értékes műtrágyává.
Ez a megközelítés egy körkörös városi infrastruktúra lehetőségét vetíti előre, ahol a hulladék újrahasznosul, a kibocsátás pedig minimalizálódik – ezzel új irányt adva az építőiparnak és a fenntartható városfejlesztésnek.
Az eredményeket a npj Materials Sustainability tudományos folyóirat közölte.
Kapcsolódó anyagok:
Ne húzd le, add oda a gazdáknak! Egy város, ahol a vizelet aranyat ér
Kiderült, az emberek hány százaléka vizel a lefolyóba zuhanyozás közben
Kiderült, miért tart ki, öngyógyul az ókori római beton több ezer éven át
98%-kal kevesebb szén-dioxid: Új technológia a cementgyártásban
Forradalmi áttörés a nulla szén-dioxid-kibocsátású cementgyártásban
Az új beton sokkal nehezebben reped, mint az eddig használt
Forradalmi lépés a téglagyártásban: Hidrogénnel a karbonsemlegesség felé
Csiszolt - a tégla XXI. századi innovációja
Íme az energiahatékony tégla, mely üveg és más hulladékból készül
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Image by Michael Kopp from Pixabay
