9 月 30 日消息，日本早稻田大學發布公報，稱該校中垣隆雄、秋山充良團隊研發出了一種新型碳回收材料 ——WMaCS，可利用海水中的鎂將 CO2 固定為碳酸鹽。

作為 WMaCS 應用產品，研究人員成功開發出世界上第一種與傳統混凝土完全不同的新型混凝土，每 1m3 可以長期固定約 20 至 110kg 的 CO2。

據介紹，這種混凝土可以海水和二氧化碳為原料，它不僅達到作為建材所需的較短凝固時間和良好抗壓強度，其生產過程還能固化封存二氧化碳，助力實現碳中和。

▲ WMaCS 制造工藝流程

這種新開發的混凝土采用了獨特的制造方法，其中不含任何石灰熟料（石灰石熱分解產物包括二氧化碳），因此其硬化機理與使用普通硅酸鹽水泥的傳統混凝土完全不同，且具有與普通硅酸鹽水泥相當的和易性，凝固時間約 1-2 小時，抗壓強度可達 25-75MPa，足以勝任建筑材料。

在此之前，人類多以固態碳酸鹽形式封存二氧化碳，而封存二氧化碳適用的堿性氧化物包括氧化鈣、氧化鎂等，而鈣和鎂均以離子形式大量存在于海水中。

▲ 使用了 WMaCS 的混凝土材料

該團隊一直致力于研發碳酸鎂的相關應用產品，他們從海水中提取氯化鎂水合物，并以熱分解氯化鎂水合物得到的氧化鎂為原料生產碳酸鎂。這一系列工藝用綠色電力驅動，生產出來的每立方米碳酸鎂能夠封存 20 至 110 千克二氧化碳。

▲ 預制混凝土產品

團隊想到利用海水和二氧化碳制取的碳酸鎂為水泥原料制備混凝土，以減少碳排放。但如果僅在普通硅酸鹽水泥中混入碳酸鎂，那么制得的混凝土施工性能會下降，抗壓強度也不夠，易出現龜裂等現象。

他們從傳統的非水硬性氯氧鎂水泥生產技術獲得啟發，通過調整氧化鎂的生成條件和碳酸鹽化的條件控制混入的碳酸鎂晶體，再添加氯氧鎂水泥制成的獨特配比的粗骨料和細骨料，開發出兼具施工性能和抗壓強度的新型混凝土。

公報中提到，新型混凝土可用于制造消波塊、聯鎖塊等混凝土產品。不過，這種材料不像普通混凝土那樣呈強堿性，因此不適合用于普通的碳鋼鋼筋混凝土澆筑。注意到，研究人員還表示下一步會用這種新型混凝土對不銹鋼鋼筋進行腐蝕測試等流程。