Биорок (также морской камень) — это конструкционный материал, похожий на цемент, образующийся при прохождении небольшого электрического тока между подводными металлическими электродами, помещенными в морскую воду, что приводит к отложению растворенных минералов на катоде и образуют толстый слой известняка. Этот «процесс наращивания» можно использовать для создания строительных материалов или для создания искусственных «электрифицированных рифов» на благо кораллов и других морских обитателей. Обнаруженный Вольфом Хильбертцем в 1976 году, биорок был защищен патентами и товарным знаком, срок действия которых уже истек.
История

В 1970-е годы профессор Вольф Хильбертц, архитектор по образованию, изучал морские ракушки и рифы в Школе архитектуры Техасского университета. Он думал о том, как люди могли бы подражать тому, как растут кораллы. После предварительных работ в 1975 году, в 1976 году он обнаружил, что при пропускании электрического тока через соленую воду со временем на катоде откладывается толстый слой различных материалов, включая известняк. Более поздние эксперименты показали, что покрытие может утолщаться со скоростью 5 см в год, пока течет ток.
Первоначальный план Хильбертца заключался в том, чтобы использовать эту технологию для выращивания недорогих структур в океане. Он подробно изложил свою основную теорию в техническом журнале в 1979 году, полагая, что этот процесс не следует патентовать, чтобы кто-либо мог использовать его в коммерческих целях. Однако, несколько раз его подводили, он основал компанию The Marine Resources Company, привлек венчурный капитал и подал ряд патентов, касающихся биорока.
Он распустил компанию Marine Resources в 1982 году, когда после встречи с Томасом Дж. Горо его внимание переключилось на создание искусственных коралловых рифов (или электрифицированных рифов). Хильбертц заключил партнерство с Горо, который продолжил работу по восстановлению коралловых рифов и биороку после смерти Хильбертца в 2007 году.
Процесс
Химический процесс, происходящий на катоде, заключается в следующем: карбонат кальция (арагонит) соединяется с ионами магния, хлорида и гидроксила, медленно срастаясь вокруг катода, покрывая его толстым слоем материала, подобного по составу цементу на основе оксихлорида магния. Со временем катодная защита заменяет отрицательный ион хлорида (Cl-) растворенным бикарбонатом (HCO3-), что приводит к отверждению покрытия до смеси гидромагнезита и арагонита с выделением газообразного кислорода через пористую структуру. Измеренная прочность на сжатие составляет от 3720 до 5350 фунтов на квадратный дюйм (от 25,6 до 36,9 МПа), что сопоставимо с бетоном, используемым для тротуаров. Материал быстро растет, укрепляется с возрастом и самовосстанавливается при приложении силы. Этот процесс приводит к выбросу углекислого газа в атмосферу, а не к его улавливанию.
Электрический ток, подаваемый при низком постоянном напряжении (часто <4 В) при малом токе, требуется на постоянной, импульсной или прерывистой основе, поэтому его можно генерировать поблизости от недорогого интегрированного источника возобновляемой энергии, такого как небольшой плавучий массив солнечных батарей. За один киловатт-час электроэнергии накапливается от 0,4 до 1,5 килограмма (от 0,9 до 3,3 фунта) биокамни, в зависимости от таких параметров, как глубина, электрический ток, соленость и температура воды.
Электрифицированный риф
Электрифицированные рифы могут быть построены с использованием процесса Biorock, который обеспечивает субстрат, на котором процветают кораллы, очень похожий на субстрат естественного рифа. Структурный элемент рифа может быть построен из недорогой металлической арматуры, на которой будет формироваться скала, которую можно создать на месте в форме, соответствующей местоположению и назначению. Электроэнергия подается между этой большой металлической конструкцией (катодом) и анодом гораздо меньшего размера. Коралл также извлекает выгоду из электрифицированной и насыщенной кислородом рифовой среды, которая образуется вокруг катода. Высокий уровень растворенного кислорода делает его очень привлекательным для морских организмов, особенно плавниковых рыб.
Патенты
Товарный знак
Термин Biorock был защищен товарным знаком в период с 2000 по 2010 год, но теперь его можно использовать без ограничений.