Forskare utvecklar biocement av urin, jord och industriavfall

Jord, djurkiss och industriavfall är huvudingredienserna i en ny sorts miljövänlig och koldioxidneutral cement, som kan laga hål i vägar och förstärka våra kuststräckor.

Jord, djurkiss och industriavfall är huvudingredienserna i en ny sorts miljövänlig och koldioxidneutral cement, som kan laga hål i vägar och förstärka våra kuststräckor.

Shutterstock / 24Novembers

En splitter ny biocement bestående av jord, djururin och industriavfall har sett dagens ljus i ett laboratorium i Singapore. Och det kan visa sig vara fantastiska nyheter i kampen mot klimatförändringar.

Återanvändningen av avfallsprodukterna i jord är både billigare och helt koldioxidneutralt till skillnad från traditionell cementtillverkning, som är en av jordens största miljöbovar.

Produktionen av konventionell cement står i dag för åtta procent av världens koldioxidutsläpp, vilket är mer än hela Indiens utsläpp från 1,38 miljarder människor och 21 miljoner företag.

Därför är cement så smutsigt

Cement är grundsubstansen i betong, som används varje dag till att bygga nya hus, vägar och annan infrastruktur.

Efterfrågan på cement är så stor att den troligen bara överträffas av djur och människans behov av vatten och mat världen över – och cementförbrukningen ökar årligen med drygt två procent.

Cementens stora koldioxidavtryck beror på att den kemiska kombinationen av bland annat kalk, kisel och järn för att mixa ihop krossade material som kalksten, sand och märgel tillsammans kräver temperaturer på upp emot 1 500 grader.

Därför började forskarna från Nanyangs Tekniska Universitet (NTU) i Singapore i en miljövänlig ände när de vid rumstemperatur kan blanda urin från däggdjur och överblivet industriavfall som acetylengas, som bland annat används vid svetsning.

Dr. Wu Shifan (till vänster) och Professor Chu Jian vid Nanyang Technological University med prover av deras nyutvecklade biocement.

© Nanyang Technological University, Singapore

Urin härdar jorden

Biocementen från Singapore produceras när urinämnena interagerar med kalkjonerna i industriavfallet och blandas med helt vanlig jord.

Kalken löses upp i syra, varpå urinen tillsätts för att få en naturlig fogmassa.

Forskarna tillsätter en bakteriekultur, som bryter ned urinämnena och bildar en kemisk reaktion, som utvecklas till kalkkarbonat. Det är ett solitt material, som finns naturligt i exempelvis krita och kalksten.

Den något exotiska mixen blandas med jord och binder jord- och sandpartiklarna så tätt att de fyller ut hålrummen i den naturliga fogmassan.

Hela processen resulterar i en hård och härdad jordmassa, som kan användas som exempelvis lagningsmaterial till byggnader, vägar och eroderade stengärden längs kustlinjer.

Tryckhållfastheten i jorden med biocement kan enligt forskarna från Singapore hittills nå upp till 1,7 megapascal, som dock ligger en bit ifrån exempelvis fundament i byggkonstruktioner på 35 megapascal.

Koexkrement och hönsskit i cementen

Försöket med biocement i Singapore är långt ifrån det enda där man har experimenterat med att skapa ett både fysiskt och miljömässigt hållbart material i stil med cement.

MIT-forskare från USA har tidigare blandat traditionell cement med vulkanisk aska och uppnått en tryckhållfasthet på 53 megapascal, som dock inte var helt grön.

Forskare i Sydafrika har till och med mixat hönsskit i konventionell cement, medan indonesiska forskare har blandat byggmaterial som koexkrement och lera med mikroorganismer för att utveckla gröna alternativ.

Just mikroorganismer i biocementen har det amerikanska företaget Biomason arbetat med i drygt tio år och under våren fick företaget en kapitalinjektion på 660 miljoner kronor till utvecklingen.

Företaget väntas kunna bidra med att avlägsna 25 procent av cementindustrins koldioxidutsläpp före 2030.