Biorock (также seacrete ) представляет собой цементный -как технического материала сформирован , когда небольшой электрический ток проходят между подводными металлическими электродами , помещенными в морской воде , в результате чего растворенных минералов в обрастать на катод с образованием толстого слоя известняка . Этот процесс можно использовать для создания строительных материалов или для создания искусственных «электрифицированных» рифов для кораллов и других морских обитателей. Обнаруженный Вольфом Гильберцем в 1974 году биорок был защищен патентами и товарным знаком. срок действия которых истек.
История [ править ]
В 1970-х годах профессор Вольф Гильбертц , архитектор по образованию, изучал рост морских ракушек и рифов в Школе архитектуры Техасского университета . В 1974 году он обнаружил, что при пропускании электрического тока через соленую воду на катоде со временем откладывается толстый слой известняка . Более поздние эксперименты показали, что покрытия могут утолщаться со скоростью 5 см в год до тех пор, пока протекает ток.
Первоначальный план Гильберца состоял в том, чтобы использовать эту технологию для выращивания недорогих конструкций в океане. Он подробно изложил свою основную теорию в техническом журнале в 1975 году, полагая, что этот процесс не должен патентоваться, чтобы кто-либо мог его использовать в коммерческих целях. Однако, будучи несколько раз разочарованным, он учредил компанию The Marine Resources Company, привлек венчурный капитал и подал ряд патентов на биорок. [1] [2]
Он распустил компанию Marine Resources Company в 1982 году [3], поскольку его внимание сместилось на создание искусственных коралловых рифов (или электрифицированных рифов ) после встречи с Томасом Дж. Горо . Гильберц заключил партнерство с Горо, который продолжил работу по восстановлению коралловых рифов и биороков после смерти Гильберца в 2007 году.
Процесс [ править ]
На катоде происходит следующий химический процесс: карбонат кальция ( арагонит ) соединяется с ионами магния , хлорида и гидроксила и медленно срастается вокруг катода, покрывая его толстым слоем материала, аналогичного по составу цементу на основе оксихлорида магния . Со временем катодная защита замещает ион отрицательного хлорида (Cl-) с растворенным бикарбонатом (НСО3) для отверждения покрытия на гидромагнезит - арагонит смеси с газообразным кислородом развивается через пористую структуру. Прочность на сжатиебыл измерен от 3720 до 5350 фунтов на квадратный дюйм (от 25,6 до 36,9 МПа), что сравнимо с бетоном, используемым для тротуаров. [4] Материал быстро растет, с возрастом укрепляется и самовосстанавливается при подаче электроэнергии. Это процесс, при котором углекислый газ выделяется в атмосферу, а не улавливается . [5]
Электрический ток, подаваемый низким постоянным напряжением (часто <4 вольт) при низком токе, требуется на непрерывной, импульсной или прерывистой основе, поэтому его можно генерировать поблизости от недорогого интегрированного возобновляемого источника энергии, такого как небольшой плавающая панель солнечных батарей . На один киловатт-час электроэнергии накапливается около 0,4–1,5 кг (0,9–3,3 фунта) биорока, в зависимости от таких параметров, как глубина, электрический ток, соленость и температура воды . [6] [7]
Электрифицированный риф [ править ]
Электрифицированные рифы могут быть построены с использованием процесса Biorock, который обеспечивает субстрат, на котором процветают кораллы, и он очень похож на естественный риф. Структурный элемент рифа может быть построен из недорогого арматурного металла, на котором будет формироваться скала, которая может быть создана на месте в форме, соответствующей месту и цели. Электроэнергия подается между этой большой металлической структурой ( катодом ) и анодом гораздо меньшего размера. Коралл также извлекает выгоду из электрифицированной и насыщенной кислородом рифовой среды, которая формируется вокруг катода. Высокий уровень растворенного кислорода делает его очень привлекательным для морских организмов, особенно для плавниковых рыб.
Патенты [ править ]
- US 4246075 «Минеральное образование больших поверхностных конструкций, строительных элементов и элементов» 1981 ( истекший )
- US 4440605 «Ремонт железобетонных конструкций путем залегания полезных ископаемых» 1984 г. (срок действия истек)
- US 4461684 «Аккреционное покрытие и минерализация материалов для защиты от биоразложения» 1984 г. (срок действия истек)
- US 5543034 «Способ усиления роста водных организмов и созданных с его помощью структур» 1996 г. (срок действия истек)
Торговая марка [ править ]
Термин Biorock был защищен товарным знаком в период с 2000 по 2010 год, но теперь может использоваться без ограничений. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ « „ Растущий“здание в морской воде» . Монитор христианской науки . 21 апреля 1980 г.
Подводное образование может оказаться недорогим способом защиты и укрепления подводных свай на портовых сооружениях и даже заделки трещин в железобетоне. Его можно было использовать для строительства волноломов и причалов судов. Г-н Хильбертц также предполагает выращивание компонентов здания под водой для строительства на суше, а также создание некоторых полностью сформированных конструкций с простыми конструкциями.
- ^ "Выращивание зданий: подводное строительство за счет образования минералов" . Новости Матери-Земли . Март 1980 г.
- ^ "Компания морских ресурсов" . Открытые корпорации .
- ^ Гильберц, WH; и другие. (Июль 1979 г.). «Электроосаждение минералов в морской воде: эксперименты и приложения». Журнал океанической инженерии . 4 (3): 94–113. Bibcode : 1979IJOE .... 4 ... 94H . DOI : 10.1109 / JOE.1979.1145428 .
- ^ "FAQ" . Глобальный союз коралловых рифов . Проверено 5 января 2021 года .
Известняк (или биорок) является поглотителем CO2 в атмосфере. Нет! Это источник. Это сложный вопрос, который кажется соблазнительно, но обманчиво простым, и в котором так много людей заблуждались. Интуитивно кажется очевидным, что, поскольку осаждение известняка удаляет растворенный неорганический углерод из океана, это должно быть компенсировано одной молекулой атмосферного CO2, растворяющейся в океане, но на самом деле происходит обратное. Причина в том, что в океане гораздо больше растворенного неорганического углерода в форме бикарбонат-иона, чем в атмосфере, а океан представляет собой систему с буферным pH.
- ^ Ортега, Альваро (1989). «Базовая технология: обогащение минералов для укрытия. Морская вода как источник для строительства» (PDF) . Архитектура MIMAR в разработке . 32 : 60–63.
- ^ Balbosa, Энрике Амат (1994). "Revista Arquitectura y Urbanismo". 15 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь )нет. 243 - ^ «BIOROCK - Подробная информация о торговой марке» . Торговые марки Justia .
Опубликованные работы [ править ]
- Hilbertz, WH, Морская архитектура: альтернатива , в: Arch. Sci. Ред., 1976
- Hilbertz, WH, Технология обогащения минералов: приложения для архитектуры и аквакультуры с Д. Флетчером и К. Крауссом, Промышленный форум, 1977 г.
- Hilbertz, WH, Building Environment that Growth , in: The Futurist (июнь 1977): 148-49.
- Hilbertz, WH и др., Электроосаждение минералов в морской воде: эксперименты и приложения , в: IEEE Journal on Oceanic Engineering, Vol. ОЭ-4, № 3, стр. 94–113, 1979 г.
- Ортега, Альваро, Базовая технология: накопление минералов для укрытия. Морская вода как источник строительства , MIMAR 32: Архитектура в развитии , № 32, стр. 60–63, 1989 г.
- Hilbertz, WH, Строительный материал, генерируемый солнечной энергией из морской воды для смягчения глобального потепления , в: Building Research & Information, Volume 19, Issue 4 July 1991, pages 242-255.
- Hilbertz, WH, Строительный материал, генерируемый солнечной энергией из морской воды как поглотитель углерода , Ambio 1992.
- Бальбоса, Энрике Амат, Revista Arquitectura y Urbanismo , Vol. 15, вып. 243, 1994 г.
- Goreau, TJ + Hilbertz, WH + Evans, S. + Goreau, P. + Gutzeit, F. + Despaigne, C. + Henderson, C. + Mekie, C. + Obrist, R. + Kubitza, H., Saya de Malha Expedition, март 2002 г. , 101 стр., Sun & Sea eV, Гамбург, Германия, август 2002 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Глобальный альянс по коралловым рифам
