华盛顿州立大学开发了一种可行的负碳环保混凝土配方，其强度几乎与普通混凝土一样。
技术上是利用燃烧有机物制成的生物炭(biochar)，开发出了与现有混凝土强度相似、能够吸收二氧化碳(CO₄)的环境友好型混凝土。在这项概念验证工作中，研究人员在普通水泥中注入了环保生物炭，这是一种由有机废物制成的木炭，事先用混凝土废水进行了强化。生物炭能够从空气中吸收高达其重量23%的二氧化碳，同时仍达到与普通水泥相当的强度。
这项研究可以显著减少混凝土行业的碳排放，混凝土行业是所有制造业中能源和碳密集度最高的行业之一。这项工作由博士生李志鹏领导，发表在《材料快报》杂志上。
WSU土木与环境工程系教授、论文通讯作者史贤明表示：“我们很高兴这将有助于实现零碳建筑环境的使命。”。
全球每年生产的混凝土超过40亿吨。制造普通水泥需要高温和燃烧燃料。水泥生产中使用的石灰石也会经过分解，产生二氧化碳，因此水泥生产被认为占全球人类活动总碳排放量的8%左右。
研究人员试图在水泥中添加生物炭作为替代品，使其更环保并减少碳足迹，但即使添加3%的生物炭，也会显著降低混凝土的强度。在处理了混凝土冲刷废水中的生物炭后，WSU的研究人员能够在水泥混合物中添加高达30%的生物炭。由生物炭改性水泥制成的糊状物在28天后能够达到与普通水泥相当的约4000磅/平方英寸的抗压强度。
施说：“我们致力于寻找新的方法，将废物流转移到混凝土中的有益用途；一旦我们确定了这些废物流，下一步就是看看如何挥动化学魔杖，将其转化为资源。”。“关键在于界面工程——如何在混凝土中设计界面。”
腐蚀性混凝土冲洗水有时是混凝土生产中产生的一种有问题的废物。施说，废水的碱性很强，但也是钙的宝贵来源。研究人员使用钙来诱导方解石的形成，这有利于生物炭，最终有利于掺入生物炭的混凝土。
他说：“大多数其他研究人员只能添加3%的生物炭来代替水泥，但我们正在证明使用更高剂量的生物炭，因为我们已经找到了如何设计生物炭的表面。”。
含有大量钙的高碱性废水和高度多孔的生物炭之间的协同作用意味着碳酸钙沉淀在生物炭上或沉淀到生物炭中，使其增强，并允许从空气中捕获二氧化碳。由这种材料制成的混凝土预计将在混凝土的使用寿命内继续封存二氧化碳，通常在路面上使用30年，在桥梁上使用75年。
据美国华盛顿州立大学称，该大学土木环境工程系教授史锡恩明博士领导的研究小组在材料工程学术杂志《Materials Letters》上发表了开发能够大幅减少混凝土产业碳排放的绿色混凝土的结果。 研究组在制作混凝土的过程中，利用清洗残留物或设备等废水，在强化的生物炭中混合普通水泥，制成了新混凝土。 有人提出，生物炭在达到与普通水泥相同强度的过程中，吸收大气中的CO₄高达总重量的23%。
附加信息：为了将这项技术商业化，研究人员一直在与商业化办公室合作保护知识产权，并就他们的负碳具体工作提交了临时专利申请。他们最近获得了华盛顿研究基金会的种子拨款，为各种用例生成更多数据。他们还积极寻求建筑和建筑行业的行业合作伙伴，以扩大现场演示的生产规模，并许可这种WSU技术。
