A produção de cimento é intensiva em carbono e é responsável por 7 a 8% das emissões globais de CO2. A descarbonização profunda do cimento pode ser alcançada se a calcinação de calcário for substituída por um processo eletroquímico da temperatura ambiente. Um grande desafio para esse processo é a deposição significativa do produto CA (OH) 2 na membrana, causando durabilidade operacional inaceitável e eficiência energética. Para resolver esse problema, projetamos um eletrolisador precursor de clínquer de cimento baseado em membrana de duas câmera. A modulação do pH eletrolítica e seu efeito na descarbonização, precipitação e tensão celular são investigados. Revelamos uma fina camada de 2 CA (OH) no lado do ânodo da membrana sob a cinética rápida de descarbonização (eficiência atual de 99%) a um pH de 5,1, aumentando a tensão celular em 50%. Uma mudança periódica de pH usando a agitação intermitente garante um nível de tensão relativamente constante em um sacrifício de ~ 3% de eficiência de descarbonização. O entupimento da membrana é extremamente significativo na câmara do cátodo devido ao ambiente de pH extremo (12,4), causando uma taxa de produção inferior de CA (OH) 2 (59% do limite teórico). A introdução de Ca2+ no católito leva a um pH muito menor (11,8) e a uma membrana limpa durante toda a eletrólise, aumentando a eficiência atual da produção de CA (OH) 2 para 84%. Nosso trabalho demonstra uma abordagem viável para a produção eficiente e durável do precursor do clínico de cimento eletroquímico.
