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Université du riz les scientifiques ont trouvé un moyen de fabriquer du bois pour piéger gaz carbonique grâce à un processus potentiellement évolutif et économe en énergie qui rend également le matériau plus résistant pour une utilisation dans la construction.
Les matériaux de structure comme l’acier ou le ciment ont un coût élevé en dollars et en émissions de dioxyde de carbone ; la construction et l’utilisation des bâtiments représentent un estimé 40% des émissions. Développer des alternatives durables aux matériaux existants pourrait aider à atténuer le changement climatique et à réduire les émissions de dioxyde de carbone.
Travaillant pour résoudre les deux problèmes à la fois, le scientifique des matériaux Mohamed Rahman et ses collaborateurs ont trouvé un moyen d’incorporer des molécules d’un piégeage du dioxyde de carbone matériau poreux cristallin dans le bois, selon une étude Publié dans Rapports de cellule Sciences physiques.
« Le bois est un matériau structurel durable et renouvelable que nous utilisons déjà largement »,
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dit Rahman. “Notre bois d’ingénierie a fait preuve d’une plus grande résistance que le bois normal non traité.”
Pour réaliser l’exploit, le réseau de cellulose les fibres qui donnent au bois sa résistance sont d’abord éliminées par un processus connu sous le nom de délignification.
« Le bois est composé de trois composants essentiels : la cellulose, hémicellulose et lignine“, a déclaré Rahman. “La lignine est ce qui donne au bois sa couleur, donc lorsque vous enlevez la lignine, le bois devient incolore. L’élimination de la lignine est un processus assez simple qui implique un traitement chimique en deux étapes utilisant des substances inoffensives pour l’environnement. Après avoir retiré la lignine, nous utilisons de l’eau de Javel ou du peroxyde d’hydrogène pour éliminer l’hémicellulose.
Ensuite, le bois délignifié est trempé dans une solution contenant des microparticules d’un charpente métallo-organique, ou MOF, connu sous le nom de Cadre de Calgary 20 (CALF-20). Les MOF ont une grande surface absorbant matériaux utilisés pour leur capacité à adsorber molécules de dioxyde de carbone dans leurs pores. “Les particules MOF s’intègrent facilement dans les canaux de cellulose et s’y attachent grâce à des interactions de surface favorables”, a déclaré Soumyabrata Roychercheur scientifique sur Rice et auteur principal de l’étude.
Les MOF font partie de plusieurs technologies naissantes de capture du carbone développées pour faire face au changement climatique anthropique. “À l’heure actuelle, il n’y a pas de substrat biodégradable et durable pour déployer des matériaux absorbant le dioxyde de carbone”, a déclaré Rahman. “Notre bois amélioré MOF est une plate-forme de support adaptable pour le déploiement de sorbant dans différentes applications de dioxyde de carbone.”
“Beaucoup de MOF existants ne sont pas très stables dans des conditions environnementales variables”, a déclaré Roy. “Certains sont très sensibles à l’humidité, et vous ne voulez pas cela dans un matériau structurel.”
CALF-20, cependant, développé par le professeur de l’Université de Calgary Georges Shimizu et collaborateurs, se démarque en termes de niveau de performance et de polyvalence dans diverses conditions environnementales, a déclaré Roy.
“La fabrication de matériaux de structure tels que les métaux ou le ciment représente une source importante d’émissions industrielles de carbone”, a déclaré Rahman. « Notre processus est plus simple et « plus écologique » en termes de substances utilisées et de sous-produits de traitement.
“La prochaine étape serait de déterminer les processus de séquestration ainsi qu’une analyse économique détaillée pour comprendre l’évolutivité et la viabilité commerciale de ce matériau”, a-t-il ajouté.
Rahman est professeur-chercheur adjoint en science des matériaux et en nano-ingénierie au Rice’s École d’ingénierie George R. Brown. Roy est chercheur en science des matériaux et en nano-ingénierie chez Rice.
Référence: Roy S, Philip FA, Oliveira EF, et al. Bois fonctionnel pour la capture du dioxyde de carbone. Cell Rep Sciences physiques. 2023;4(2):101269. est ce que je: 10.1016/j.xcrp.2023.101269
Cet article a été republié à partir de ce qui suit matériaux. Remarque : le matériel peut avoir été modifié pour la longueur et le contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée.
