Плазма вместо угля: производство цемента ускорили в 100 раз

Прочный цемент с меньшим углеродным следом

Как сообщает НВ — Техно: Исследователи из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Беркли разработали способ получения цемента с помощью электрического плазменного нагрева. Технология сокращает время выпуска материала примерно в сто раз, позволяет отказаться от сжигания ископаемого топлива и заметно снижает объёмы выбросов углекислого газа. Тепловая эффективность процесса достигает почти 80%, а в качестве сырья можно применять переработанные строительные отходы.

На долю цементной отрасли приходится около 8% глобальных выбросов CO2. При этом цемент - второй по объёму потребления материал на планете после воды: в среднем на человека в год приходится около кубометра. Базовая технология его производства не менялась с 1824 года: известняк и глину обжигают в печах при температуре 1400–1450 °C, получая клинкер.

Как работает плазменная технология

В новом процессе плазму нагревают свыше 2400 °C, пропуская электрический ток через ионизированный газ. Сырьё под таким воздействием превращается в клинкер за считанные секунды. Для сравнения: традиционные печи дают тепловую эффективность на уровне 30–40%, тогда как плазменный нагрев поднимает её почти до 80%.

Метод представили доктора Ци Чжэнь, Цуй и Паулу Монтейро на осенней конференции Американского химического общества ACS Fall 2026 в Чикаго. С помощью электронной микроскопии учёные обнаружили в материале наноразмерные дефекты: они помогают цементу быстрее растворяться в воде и ускоряют его затвердевание. Это наблюдение может стать основой для дальнейшего совершенствования технологии.

Кроме того, плазменный метод допускает использование переработанных строительных отходов. Если электроэнергию получать из возобновляемых источников, производство способно стать полностью безотходным. Сейчас авторы работают над масштабированием установки для промышленного применения.

Разработка важна для борьбы с изменением климата: сокращение выбросов CO2 при выпуске цемента способно существенно уменьшить экологический след строительной отрасли.

Переход на вторичное сырьё и «зелёную» энергию отвечает запросу на более устойчивые строительные практики, который становится всё актуальнее на фоне глобальных климатических вызовов. Для русскоязычных читателей это особенно показательно: декарбонизация цементной промышленности считается одной из ключевых мировых задач, и подобные разработки дают представление о том, как может выглядеть стройка будущего. Если технологию удастся внедрить в промышленных масштабах, она способна изменить не только производство цемента, но и всю строительную отрасль.

В то время как новая плазменная технология производства цемента обещает значительное снижение углеродного следа, в Китае разработана инновационная методика, позволяющая получать графен из угля без его сжигания. Эта альтернатива также направлена на уменьшение экологического воздействия и может стать важным шагом к устойчивому развитию. Подробнее о китайском подходе к переработке угля читайте в нашей статье о графене из угля.