Американские исследователи предложили метод электрического плазменного нагрева, который способен резко ускорить выпуск цемента и сократить зависимость отрасли от ископаемого топлива. В ее основе — плазма, разогретая выше 2400 градусов Цельсия, которая напрямую воздействует на сырье. В тестах интенсивный нагрев превращал исходные материалы в цементный клинкер за считанные секунды — почти в сто раз быстрее стандартного процесса. Клинкер представляет собой темно-серые гранулы, которые получают, обжигая известняк и глину при температуре около 1450 градусов Цельсия. Авторы полагают, что подход сократит потери тепла и устранит выбросы от сжигания топлива в печах.
Чтобы уменьшить углеродный след, команда заменила печной нагрев плазмой, которую получают, пропуская ток через ионизированный газ. Температуры выше 2400 градусов настолько ускоряют образование клинкера, что процесс завершается за секунды. Это снижает энергию, теряющуюся в виде отходящего тепла. Традиционное производство работает с тепловой эффективностью 30-40%, тогда как в экспериментах почти 80% тепла плазмы направлялось в дело.
Исследование показало, что низкоуглеродный цемент сохраняет нужные механические свойства, включая долговечность и удобоукладываемость. Под электронным микроскопом в материале обнаружились наноразмерные дефекты, возникшие из-за плазменной обработки. При контакте с водой они быстро растворялись, помогая цементу схватываться быстрее обычного. Новая технология может поддержать и более замкнутую экономику. Переработанные цементные отходы допустимо подавать в плазменный процесс как сырье, что уменьшит и количество мусора, и выбросы. Если электричество для плазмы будет поступать из возобновляемых источников, сам нагрев сможет работать вовсе без эмиссии.
Аргентинец изобрел «магнитный цемент».