BIOCHAR | 生物炭负碳建筑材料助力实现碳中和

文章亮点

01

通过添加定制生物炭设计负碳建筑材料。

02

生物炭应用于建筑材料可减轻二氧化碳的排放和自然资源的消耗。

03

生物炭作为建筑材料推动实现可持续发展目标。

04

生物炭建筑材料具有多功能性和环境友好性。

文章概要

生物炭是一种废弃生物质衍生的负碳材料，可以大规模地封存碳。目前，可持续的生物炭建筑材料的发展已经引起了广泛的兴趣。生物炭具有多孔性和丰富的官能团，可以为化学反应提供成核位点，并与水泥、沥青和聚合物等材料表现出良好的兼容性。本研究总结归纳了最前沿的生物炭建筑材料，包括生物炭-水泥复合材料、生物炭-沥青复合材料、生物炭-塑料复合材料等。阐明了生物炭作为建筑材料的功效和作用机制。本文重点介绍了生物炭在水泥水化中的作用，定制生物炭的表面管能团对化学反应的促进作用，以及生物炭建筑材料的独特性能（如湿度调节、保温、降噪、空气/水净化、电磁屏蔽和自感应）。进一步研究生物炭在各种复合材料中的作用可以提升下一代碳中性建筑材料的设计。

图1.采用生物炭建筑材料，实现可持续废弃物管理的循环经济和碳中和。

图2. 生物炭复合材料的环境效益和技术优势：（a）湿度调节和城市微气候；（b）隔热和降噪；（c）污染物固定和室内空气质量改善；（d）电磁屏蔽；（e）生物炭3D打印混凝土；（f）生物炭相变材料；（g）自感应水泥复合材料；（h）负载生物炭的自愈合水泥复合材料。

结论

01

在建筑材料中加入来自废弃生物质衍生的生物炭，可以减少二氧化碳的排放和自然资源的消耗并提高综合性能。

02

生物炭建筑材料具有环境和技术方面的优势，如调节湿度、隔音降噪、电磁屏蔽、固定污染物、改善室内空气质量、自我修复能力等。

03

生物炭的多功能性使生物炭建筑材料有可能改变传统建筑材料的制造工艺，成为可持续发展和绿色发展的倡导者。

04

基于科学的设计，定制生物炭的理化特性，并推进对生物炭建筑材料界面反应的科学认识，将促进生物炭建筑材料的规模化应用。

作者简介

 曾超华

香港理工大学土木与环境工程系教授，浙江大学包玉刚讲席教授， Clarivate 2020年及2021年“高被引科学家”，担任Science of the Total Environment, Journal of Environmental Management, Critical Reviews in Environmental Science and Technology等杂志副主编，和Bioresource Technology, Environmental Pollution, Chemosphere, Carbon Research, Biochar等期刊编委。详情请看链接：https://www.dan-tsang.com/

作者简介

 王磊

浙江大学百人计划研究员，博士生导师，国家级青年人才，洪堡学者。截止2021年12月，他在Environ. Sci. Technol., Cem. Concr. Res., J. Hazard. Mater. 等国际知名期刊上已发表SCI论文70余篇，担任SCI期刊Soil Use Manag.副主编，J. Hazard. Mater.等3个SCI期刊的编委，Bioresour. Technol.等10个SCI期刊的客座编辑，详情请看链接：https://person.zju.edu.cn/leo

BIOCHAR简介

期刊网址：

https://www.springer.com/42773

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