水泥生產所排放的二氧化碳占全球總排放的5%至6％，世界每年消耗約3萬億公斤水泥，而每生產10公斤水泥就會排放出整整9公斤二氧化碳，水泥生產過程中的排放問題亟待解決。據物理學家組織網近日報道，美國喬治·華盛頓大學的研究團隊采用新型的太陽能熱過程生產水泥，可使二氧化碳排放量完全為零，而且據估計其生產成本更低廉。相關研究發表于近期英國皇家化學學會的《化學通訊》。

研究人員把這個過程描述為太陽能熱電化學（STEP）生產水泥方法。據介紹，生產水泥時，60%至70％的二氧化碳排放發生在石灰石轉換成石灰的過程中；其余的排放來自于為脫碳加熱干燥室反應器所需燃燒的煤。

而STEP方法要解決兩個問題，一是利用太陽熱能取代化石燃料；二是太陽熱能不僅直接用于熔化石灰石，也提供熱量協助電解石灰石。石灰石電解成石灰和其他一些碳原子和氧原子的組合取決于反應的溫度。當電解低于800攝氏度時，熔融的石灰巖形成石灰、碳和氧；當電解高于800攝氏度，生成結果是石灰、一氧化碳和氧氣。

該校化學教授斯圖爾特·利希特說：“這項研究提出了一種沒有任何二氧化碳排放的全新低能量合成石灰的思路。由于高溫電解石灰石不產生二氧化碳，減少了溫室氣體的排放；只產生氧和石墨（可以很容易作為固體碳存儲）或作為燃料的一氧化碳。這就完成了一個低能和高產的過程。”

他表示，一氧化碳副產品可用于其他行業，如生產燃料、凈化鎳或者制造塑料和其他碳氫化合物。此外，主要產品石灰不會與其他副產品反應，而是在容器底部形成很容易清除的泥漿。并且，與現有的水泥產業化進程相比，STEP方法的成本更低。

研究人員稱，STEP方法還可以擴展應用到很多方面，如凈化鐵和鋁，生產玻璃、紙張、食糖，清潔煙囪，軟化水，從污水中消除磷酸鹽以及農業領域。下一步的挑戰在于擴大其商業化的進程。