"אתה יודע, מלט נמצא בכל מקום", אומר ניקולאוס וולאסופולוס, מהנדס איכות הסביבה במכללת אימפריאל בלונדון, בעודו יושב בחדר ישיבות מואר במכללה בבניין מחורבן בן שבע קומות שהועמד לנושא השיחה. "זה סביבנו."
מהסיפור הזה
[×] סגור
החלום של ניקולאוס וולאסופולוס הוא לפתח חומר חדש שייצורו, שלא כמו המלט המסורתי, סופג פחמן דו חמצני. אם הוא יצליח, הוא היה עוזר להפחית גורם מרכזי בשינויי אקלים - וטוען להתקדמות נועזת בטכנולוגיית הבניין. (ג'ון ריטר) 
מפעל הטייס של נובעם הוא עבודות המלט הראשונות במרכז לונדון מאז ימי הרומאים. (אלכס מסי) 
ולסופולוס עבד במפעל מלט אצל דודו, שמתגרה בו עכשיו, "אתה הולך לסגור את העסק שלי." (אלכס מסי) 
נובאסם מתכנן לבדוק את המלט הניסיוני שלו (למעלה: אבני דגימה) תחילה במבנים כמו בתי כלבים ופטיו. (אלכס מסי) 
גלריית תמונות
בשנה שעברה ייצר העולם 3.6 מיליארד טון מלט - תערובת המינרלים המתמצקת לבטון כאשר מוסיפים אותם למים, חול וחומרים אחרים - וכמות זו עשויה לגדול במיליארד טון עד שנת 2050. באופן כללי, החומר היחיד שאנשים משתמשים בו יותר מ מאשר בטון, בנפח כולל, הם מים.
סגולותיו של המלט, טוען Vlasopoulos, היו מזמן פשוטות: היא זולה, ניתנת לשפכה וכמעט שלא ניתן להסביר אותה היא הופכת לקשה כמו סלע. אך לעתים רחוקות מוכר לפרט חשוב נוסף: מלט מלוכלך. לא מלוכלך כמו שזה לא יירד מהבגדים שלך - אם כי הבעיה הזו כלבה עובדי בניין במשך מאות שנים. המרכיב העיקרי הוא אבן גיר, בעיקר סידן פחמתי, שרידי יצורים ימיים מופגזים. המתכון לייצור מלט קורא לחימום אבן גיר הדורשת דלקים מאובנים. וכשהוא מחומם, אבן גיר משלחת גז המפלטת פחמן דו חמצני לאטמוספרה, שם היא לוכדת חום, ותורמת להתחממות כדור הארץ. ייצור המלט אחראי לחמישה אחוזים מפליטת הפחמן הדו-חמצני המיוצר על ידי האדם בעולם; בארצות הברית, רק צריכת דלק מאובנים (לתחבורה, חשמל, ייצור כימי ושימושים אחרים) ותעשיית הברזל והפלדה משחררים יותר מגז החממה. ועם מדינות פורחות כמו סין והודו שמשתמשות במלט כדי לבנות את עלייתם, מלכלוך המלט מתנשא כאחד החסרונות הבולטים של הגלובליזציה.
אם תרומתו העצומה של המלט לזיהום אוויר לרוב מתעלמת מהציבור הרחב, Vlasopoulos, 31, היה מודע לכך מזה זמן. הוא גדל בפטראס, נמל יווני. אביו היה מהנדס ואמו עבדה בבנק, ובימי הקיץ של ולסופולוס ממכללת דימוקריון פנאפיסטימיון תראקיס, שם למד הנדסה סביבתית, עבד במפעל מלט אצל דודו. זה היה מזל. תפקידו היה להרכיב את הציוד שמדד את רמות הפליטה של פחמן דו חמצני. הם היו גבוהים; בדרך כלל מפעל מייצר כמעט טון פחמן דו חמצני עבור כל טון מלט. ולסופולוס חשב שהיצירה מעניינת, אך הוא לא ראה מלט בעתידו. זה היה משעמם, זה היה ישן, זה היה מלוכלך.
ואז, אחד הפרופסורים שלו בקולג 'האימפריאל, שם עבד על תואר שני בהנדסה, קיבל מימון לבחינת סוג חדש של מלט המיוצר על ידי חברה אוסטרלית. הפרופסור, כריסטופר צ'יזמן, שכנע את ולסופולוס לשתף פעולה בפרויקט ולהשיג דוקטורט. "זו הייתה הזדמנות לעשות קצת עבודה נחמדה, " אמר ולסופולוס בדרכו המאופיינת בדרך כלל.
אנשים מנסים לבנות מלט טוב יותר מאז כמעט ראשית ההיסטוריה. לפני יותר מאלפיים שנה, הרומאים המציאו תערובת של סיד, אפר וולקני ונתחי אבן ליצירת בטון, ששימש לייצור נמלים, אנדרטאות ומבנים - דבק של ערים מוקדמות - כולל הפנתיאון והקולוסיאום. בשנות העשרים של המאה העשרים, בלידס, אנגליה, כמאתיים קילומטרים מהמכללה האימפריאלית, המציא בונה אבן בשם ג'וזף אספדין מלט מודרני. אספדין חימם מטבח של אבן גיר וחימר טחונים דקיקים. לאחר שהוסיף מים, התערובת התקשתה. וואלה - אבן הבניין של המהפכה התעשייתית נולדה. מכיוון שהחומר נראה כמו אבן בניין פופולרית מהאי פורטלנד, אספדין כינה את המצאתו פורטלנד מלט. הפטנט, שהונפק בשנת 1824, נועד "לשיפור במצב ייצור אבן מלאכותית."
היזמים האוסטרלים ניסו מתכון חדש, תוך ערבובם של מלט פורטלנד עם תחמוצת מגנזיום. הם קיוו להפחית את פליטת הפחמן מכיוון שמגנזיום תחמוצת יכולה לתפוס את מקומו של חלק מאבן הגיר, ותחמוצת המגנזיום אינה חייבת לחמם בטמפרטורה כה גבוהה. יש לחמם את אבן גיר לכדי 2, 600 מעלות פרנהייט, אך ניתן להכין תחמוצת מגנזיום למלט ב -1, 300 מעלות, טמפרטורה שניתן להשיג באמצעות ביומסה ודלקים אחרים המפלטים פחות פחמן, ומפחיתים את צריכת הדלק המאובנים.
אולם Vlasopoulos גילה מהר כי התערובת לא הפחיתה את פליטת הפחמן הדו-חמצני הכולל. בבדיקות מסוימות הפליטות כמעט הוכפלו, מכיוון שתחמוצת המגנזיום עצמה מיוצרת על ידי חימום מגנזיום פחמתי, תהליך שמשחרר פחמן דו חמצני.
"אני זוכר שהרגשתי מאוד מאוכזב מכיוון שכאשר אתה רואה שהפרויקט שאתה עובד עליו אינו למעשה מה שחשבת שהוא הולך להיות, אתה מאבד מוטיבציה, " הוא אמר. "אבל הרגשנו שזה פרויקט כדאי מאוד, רעיון כדאי, ולכן ניסינו למצוא דרך אחרת לפתור את הבעיה."
בזמן שלסופולוס התייחס לשאלה, בשנת 2004, חברות מלט גדולות ברחבי העולם חיפשו דרכים חדשות להפוך את המלט של פורטלנד לחיך יותר. המפיקים הוסיפו תוצרי לוואי מפלדה, כמו סיגים; שאריות פחם, כמו אפר זבוב; וחומרים אחרים, כמו תחמוצת מגנזיום, בכדי לתפוס את תערובת המלט, הדורשים פחות מלט פורטלנד. הם ערכו ניסויים עם תוספים מינרליים להפחתת הטמפרטורות הדרושות להכנת החומרים.
אבל קשה לשנות מוצר שכימיה לא מובנת היטב. "מעולם לא ידענו מה הכימיה המדויקת של האופן שבו הדברים האלה מתקשים", אמר המלין ג'נינגס, מומחה לכימיה של מלט וראש מרכז ה- MIT Sustainability Hub, אחת מכמה יוזמות אקדמיות לזייף מלט "ירוק". "אני לא חושב שיש כיום חומרי בנייה המשמשים כיום בעולם שמובנים יותר מאשר מלט פורטלנד."
בעוד שחברות המלט התעסקו עם המקור, Vlasopoulos לקח מהלך נוסף. "אתה יכול לעשות כל כך הרבה למלט פורטלנד כדי לשפר אותו, " אמר. "זה מה שזה. זה החומר שאיתו אתה מתחיל. היינו צריכים לבוא עם משהו אחר. "Vlasopoulos אהב את הרעיון של שימוש במגנזיום תחמוצת כתחליף לאבן הגיר כדי ליצור את המלט, אך היה צורך בחומר אחר בכדי שיהיה קשה. ערבוב של תחמוצת מגנזיום לבד עם מים לא היה עושה זאת - התערובת הופכת להיות רופפת. והוא היה צריך למצוא מקור לתחמוצת מגנזיום שלא שחרר כל כך הרבה פחמן דו חמצני. סוג החומר עליו התיישב היה מגנזיום סיליקטים, תרכובות נטולות פחמן שמקורן בטלק, סרפנטין, אוליבין או מינרלים אחרים. ההיצע העולמי של המינרלים הללו הוא בערך 10, 000 מיליארד טון, גורם חשוב מכיוון שאם נגמר הקמח, לא ניתן לאפות יותר עוגות.
Vlasopoulos לא בדיוק להוט להסביר כיצד עובד מתחם הניסוי שלו. הרוטב הסודי שלו הוא אולי סוד משתלם מאוד. הוגשו מספר פטנטים. הוא יגלה זאת הרבה: לפני מספר שנים החל לערבב תחמוצת מגנזיום עם תרכובות כימיות אחרות שיצר ומים. התערובת התקשתה לכדור קטן. הוא הביא את זה למשרדו של צ'יזמן. "אתה יכול להרגיש את החום יורד מהכדור הקטן הזה, " אמר צ'יזמן. "ברור שקרה משהו." תגובות כימיות היו יריות; אנרגיה שוחררה. הם לא התרגשו יתר על המידה. "זאת אומרת, מדובר במלט שאנחנו מדברים עליו כאן - זה לא בדיוק הדברים הסקסיים בעולם, " אמר צ'יזמן. "לא רצתי במורד המסדרון ועשיתי גלגלי עגלה, אבל זה היה מעניין."
הכימיקלים Vlasopoulos מתערבבים עם תחמוצת מגנזיום ומים בכדי לגרום למלט להתקשות הם מגנזיום פחמתי, אותו הוא מייצר על ידי הוספת פחמן דו חמצני לחומרי גלם אחרים. זה אומר שהמלט, בתרחישים מסוימים, אינו סתם נייטרלי פחמן - הוא שלילי פחמן. עבור כל טון מלט של Vlasopoulos המיוצר, ניתן היה להיספג עשירית לטון של פחמן דו חמצני.
בסופו של דבר Vlasopoulos, בעזרת Cheeseman, הקים חברה, Novacem, לפיתוח מלט חדש. המשרד, עם יותר מתריסר עובדים ושותפויות עם כמה מחברות המלט הגדולות בעולם, ממוקם בחממה עסקית של חברות הזנק היי-טק במכללת אימפריאל. בעוד שחברות אחרות במתקן הן סטארט-אפים למדעי החיים, עם מעבדות מיקרוביולוגיה מלאות במכונות רצף גנים ואוספים של מבחנות, המעבדה של נובאסם היא מפעל רחב ידיים המייצר רעשים חזקים, המון אבק ודלי אחר דלי מלט. זוהי עבודות המלט הראשונות במרכז לונדון מאז ימי הרומאים.
עובדים שלובשים כובעים קשים, משקפי מגן, מסכות ומעילי מעבדה לבנים מפעילים גרסה ממוזערת של מפעל צמנט שלא דומה לזו ש- Vlasopoulos עבדה בהפסקות קיץ.
אף על פי שהוא עדיין משכלל את הנהלים שלו, נובאסם מרוץ עם לפחות חמש חברות ומרכזי אוניברסיטה אחרים כדי למצוא מלט ירוק יותר. "בהתחשב בכל תשומת הלב לפחמן בימינו, הרבה יזמים צצו", אמר ג'נינגס של MIT. "הם רואים את הצד ההזדמנות." עם מלט ענף של 170 מיליארד דולר לשנה, כספי השקעות זורמים פנימה.
לחברה בקליפורניה בשם קלרה יש אולי הגישה החריגה ביותר: היא רותמת את הפחמן הדו-חמצני הנפלט מתחנת כוח ומערבבת אותם עם מי ים או מי מלח כדי ליצור קרבונטים המשמשים לייצור מלט. ניתן להוסיף אותם למלט פורטלנד כדי להחליף חלק מאבני הגיר או את כולן. קלרה מגובה בהשקעה של 50 מיליון דולר של וינוד חוסלה, מהנדס מחשבים שהוא אולי המשקיע המכובד והעמוק ביותר בכיס עמק הסיליקון בטכנולוגיות ירוקות. מייסד החברה, ברנט קונסטנץ, אמר כי "אנו מייצרים את המלט שלנו מפחמן דו-חמצני. "אנחנו לוקחים CO2 שהייתה נכנסת לאווירה והופכת אותה למלט." הטכנולוגיה עדיין בפיתוח, עם מפעל להפגנה במוס לנדינג, קליפורניה, ושותפות עם קבוצה סינית לבניית מפעל ליד מכרה פחם במונגוליה הפנימית, שם הם מתכננים להשתמש בפליטת פחמן דו חמצני לייצור מלט.
Calix, חברה אוסטרלית, מייצרת מלט באמצעות קיטור מחומם-על, המשנה את חלקיקי המלט והופך אותם לטהירים יותר ויותר תגובים כימיים. התהליך מפריד בין פחמן דו חמצני, מה שמקל על לכידת הגז ושמירתו מחוץ לאטמוספרה.
אוניברסיטת טק לואיזיאנה, כמו נובאסם וקלרה, מסתלקת לחלוטין עם אבן גיר; זה משתמש בעיסה שנקראת ג'ופולימר, העשויה אפר זבוב, נתרן הידרוקסיד ואשלגן הידרוקסיד.
"האבק יישב בסופו של דבר ואחד מהרעיונות האלה יעבוד", אמר ג'נינגס.
בשלב מוקדם, אחד הספקנים הגדולים של נובאסם היה חברת הבנייה הגדולה ביותר בבריטניה, לינג אורורק. המנהל האחראי על שמירה על עבודות אוניברסיטאיות מבטיחות, דרייג 'ברדוואג', שמע על המוצר של נובאסם באמצעות קשריו המלומדים. הוא התבונן בכימיה, חשב שהכל בדק ולפני כמה שנים לקח את הרעיון ליושב הראש, שהיה לו הרבה ספקות. אין מצב שהמלט יכול להיות חזק מספיק לשימוש מסחרי, אמר. זה היה צריך אבן גיר. כאשר החומר של נובאסם הגיע ל -40 מגה-פסלים - כמות הכוח המינימלית החשופה הדרושה ליציבות מבנית - אז הוא עשוי היה להתעניין.
שבעה ימים לאחר מכן, נתן נתח קטן של מלט נובאצ'ם שהונח בכלי דמוי מלחציים סימן זה. עשרים ושמונה ימים אחר כך הוא פגע ב -60 מגה-נסיעות. בהרדווג 'לקח את התוצאות ליו"ר, שאמר, "בואו נעשה את העבודה הזו." לינג אורורק הוא כעת שותף מרכזי של נובאסם. כיום, לאחר התעסקות רבה, המלט מתקרב ל 80 מגה-פסקל. בטון המיוצר במלט Novacem דומה ברמת כוחו לבטון סטנדרטי.
השותפים האחרים של נובעם כוללים את לפארז ', בפריס, המייצרת הגדולה ביותר של חומרי בניין בעולם, וריו טינטו, חברת כרייה עולמית מבוססת לונדון המשתוקלת לעזור לנובאצ'ם לחפור סיליקטים מגנזיום.
"תעשיית המלט מתגברת כעת באופן משמעותי מבחינה כלכלית, בדרכים משמעותיות מדעית ברגע זה", אמרה ג'נינגס, והתייחסה לכל הגישות הניסיוניות השונות. "העולם משתנה. כולם, כולל כל חברות המלט, יצטרכו להיות כמה שיותר ירוקים ולדאוג לעולם קצת יותר טוב. "
ג'נינגס סירב לאשר כל מלט חדש מסוים. "אם העבודות של נובאסם, " הוא אמר, "זה רעיון מושך מאוד."
ברדווג 'מחויב יותר. הוא אמר כי לאחרונה ניגש לצוות ההנדסה שלו. "בכנות, אל תהיה אדיב, " הוא אמר להם. "הניח בצד כל שאלה בנושא הפחמן. אתה חושב שזה משהו שקרוב למלט פורטלנד? "התשובה הפתיעה אותו: הם אמרו שזה היה טוב יותר. למה? לא רק שהוא היה חזק, אלא שהוא היה לבן טהור. המלט של פורטלנד אפור מעט. "אתה יכול להוסיף צבעים למלט הזה, " אמר ברדווג '. "דמיין שיש לך קיר מלט צבעוני בבית שלך שרצית."
המלט הוא גוון לבן יפהפה, כפי שציין Vlasopoulos כשהוא מציג את מפעל המלט האבטיפוס של החברה שלו. בהתייחס למעבדות המדעים הביולוגיים הסמוכים, הוא אמר, "אנחנו יותר חזק", והוסיף: "הם מרפאים אנשים שם; אנחנו מרפאים משהו אחר. "מכונה מקולקלת לפניו, סרק כרגע, מכילה צינורות ארוכים שמתנגשים ומתכווצים, אזעקות שמתפוגגות, ומיקסרים שמטפלים ומפלטים דליים מיצירתו של וולאסופולוס.
ולסופולוס היה במצב רוח מרושע, לאחר שרק הציע לחברתו יום קודם. (היא אמרה כן.) בפינה בחדר היה מה שהוא כינה "המוזיאון שלנו". על שולחן קטן היו נתחים מוקדמים של מלט נובאסם - הם נראו כמו בלוקים לילדים, פשוט יותר מאובקים. "זה לא היה כל כך טוב, " הוא אמר והרים אחד שברירי למראה שנקטע. "עכשיו אנחנו יודעים מה אנחנו עושים." המפעל יכול לייצר כחמישה טון מלט בשנה. החברה עובדת גם על מתקן אחר שייצר 200 טון בשנה. אם הכל יתנהל כשורה, החברה מתכוונת לרישיון המתכון שלה ליצרני מלט ברחבי העולם.
המכשול העיקרי שעליו עדיין צריכה החברה להתגבר הוא ההיסטוריה. מלט פורטלנד עובד . תמיד היה מאז אותו אחר הצהריים בשנת 1824 במטבח של ג'וזף אספדין. "מלט קיים הרבה מאוד זמן, " אמר ברדוואג '. "אנשים סומכים על זה. הם יכולים להביט סביב בכל הבניינים ששרדו מאות שנים. אז עבור Novacem, הוכחת העמידות תיקח זמן. הם יצטרכו ללכת לאט. אם עלי לבנות גשר או בניין באמצעות מלט נובאסם, איך אני משכנע אנשים שזה בסדר? זה האתגר. אף אחד לא רוצה שגשר ייפול. "
לשאלה אם יחצה גשר שנבנה עם מלט נובאסם, אמר ברדוואג '"לא תהיה לי שום בעיה עם זה." אבל הגשר הזה עדיין לא נבנה.
מייקל רוזנוולד כתב על ננוטכנולוגיה וציידי שפעת עבור סמית'סוניאן . ג'ון ריטר גר בפנסילבניה.
