Kan vi udvikle klimavenlige byggematerialer med hjælp fra bakterier og svampe?

Inden for byggeri bruger vi cement til alt fra fundamenter til mørtel. Faktisk står produktion af cement for fem til otte procent af den globale CO2-udledning.

Produktionen kræver et stort forbrug af energi og råstoffer såsom kalk. Alt i alt er det en stor klima- og miljøbelastning at fremstille cement.

»Vi har brug for alternativer. Et af dem er at lade sig inspirere af naturen og bruge levende byggematerialer. Gennem biomineralisering kan bakterier og svampe danne stenlignende strukturer, på samme måde som muslingeskaller og koraller danner deres skaller i havet. Processen kræver langt mindre energi end traditionelle byggematerialer og kan samtidig binde CO₂ i faste mineraler,« fortæller Mehdi Mehrali, seniorforsker på Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Han står i spidsen for et forskningsprojekt, som med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond skal forsøge at finde klimavenlige alternativer til cement og andre gængse byggematerialer.

Derudover vil projektet også have fokus på at udvikle materialer, som kan opretholde behagelige rumtemperaturer med et minimalt energiforbrug. Det vil sige, at materialerne absorberer varme, når temperaturen i et rum er høj, og frigiver den igen, når temperaturen daler.

Naturens byggematerialer skal leve op til nutidens krav

Mehdi Mehrali har allerede haft held med at skabe tilstrækkeligt stærke byggematerialer ved at dyrke bakterier i bioaffald, for eksempel affald fra fødevareindustrien.

Blandt de øvrige udfordringer, som det fire år lange projekt nu skal forsøge at finde løsninger på, er at kunne producere tilstrækkeligt byggemateriale med høj styrke. Og så giver fremgangsmåden også et affaldsprodukt i form af ammoniak, hvilket ikke er godt for miljøet. Så det skal forskerne også forsøge at finde løsninger på.

Endelig skal materialerne også kunne holde til at blive brugt til 3D-print.

Skulle det oveni lykkes at udvikle materialer, der kan regulere rumtemperaturen, viser beregninger, at det kan reducere en bygnings energiforbrug med op til 10 procent.

»Vi håber, at vi ved hjælp af bioaffald kan finde cementfrie levende byggematerialer, der har de mekaniske egenskaber, der i det mindste er tæt på de standarder, vi ønsker at have inden for byggeri. Samtidig ønsker vi at reducere miljøpåvirkningen,« siger Mehdi Mehrali.

Samfundet vil nyde godt af klimavenlige materialer

Projektgruppen består foruden Mehdi Mehrali af hans forskerkollegaer på DTU Masoud Hasany, som ser på materialernes egenskaber ved 3D-print, postdoc Peng Jin, der arbejder med at udvikle levende byggematerialer, professor Ahmad Arabkoohsar, der arbejder med termisk energi, og seniorforsker Arnaud Dechesne fra DTU Bioengineering, der arbejder med miljømikrobiologi og mikrobielle processer.

Derudover samarbejder projektgruppen med doktor Marie-Eve Aubin-Tam med speciale i biofysik på Technische Universiteit Delft i Holland.

Som afslutning på projektet vil forskerne sammenligne miljøbelastningen mellem at producere materialer med hjælp fra bakterier og svampe og konventionelle byggematerialer.

»Set fra et samfundsperspektiv skal forskningen først og fremmest påvirke udledningen af CO2 og sikre, at vi opnår et mere klimavenligt miljø. Samtidig ønsker vi at genbruge affaldsmaterialerne ved at bringe dem ind i kredsløbet og også sidenhen sikre, at byggematerialerne bliver mere genanvendelige og miljøvenlige,« slutter Mehdi Mehrali.