دانشمندان استفاده شگفت‌انگیزی برای تفاله قهوه جهان یافتند

به گزارش سیلاد، هر ساله حدود 10 میلیارد کیلوگرم (22 میلیارد پوند) ضایعات قهوه در سراسر جهان تولید می‌شود که بیشتر آن در محل‌های دفن زباله پایان می‌یابد. راجیو رویچاند، مهندس دانشگاه RMIT، هنگام انتشار این تحقیق در سال 2023 توضیح داد که :«دفع پسماندهای آلی یک چالش زیست‌محیطی است، زیرا مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای مانند متان و دی‌اکسیدکربن منتشر می‌کند که به تغییرات آب‌وهوایی دامن می‌زنند.»

با رونق بازار ساخت‌ و ساز در جهان، تقاضا برای بتن که تولید آن به منابع زیادی نیاز دارد نیز روزبه‌روز افزایش می‌یابد و این خود چالش‌های زیست‌محیطی دیگری ایجاد میکند. جی لی، مهندس دیگر دانشگاه RMIT گفت: «استخراج بی‌رویه شن‌های طبیعی از بستر و کناره رودخانه‌ها برای تأمین نیازهای رو به رشد صنعت ساخت‌وساز، تأثیر مخربی بر محیط زیست دارد. چالش‌های بزرگی در تأمین پایدار شن وجود دارد، زیرا منابع آن محدود و برداشت شن عوارض زیست‌محیطی دارد. با رویکرد اقتصاد چرخشی، می‌توان هم از دفن پسماندهای آلی جلوگیری کرد و هم منابع طبیعی مانند شن را حفظ نمود.»
 

محصولات آلی مانند تفاله قهوه را نمی‌توان مستقیماً به بتن اضافه کرد، زیرا مواد شیمیایی آزاد می‌کنند که استقامت مصالح ساختمانی را کاهش می‌دهد. بنابراین، محققان با استفاده از سطح انرژی پایین، ضایعات قهوه را در دمای بیش از 350 درجه سانتی‌گراد (حدود 660 درجه فارنهایت) و در غیاب اکسیژن حرارت دادند. این فرآیند که «پیرولیز» نام دارد، مولکول‌های آلی را تجزیه می‌کند و به تولید زغالِ متخلخل و غنی از کربن به نام «بیوچار» می‌انجامد که می‌تواند با سیمان پیوند برقرار کرده و به ماتریس سیمان تبدیل شود.

رویچاند و همکارانش همچنین تلاش کردند تفاله قهوه را در دمای 500 درجه سانتی‌گراد پیرولیز کنند، اما ذرات بیوچار حاصل به اندازه کافی مقاوم نبودند.

محققان هشدار دادند که هنوز باید دوام بلندمدت این محصول سیمانی را ارزیابی کنند. آنها اکنون در حال آزمایش عملکرد بتن ترکیبی حاوی قهوه تحت شرایط مختلف مانند چرخه‌های انجماد/ذوب، جذب آب، سایش و سایر تنش‌ها هستند. این تیم همچنین در حال تولید بیوچار از سایر منابع پسماند آلی مانند ضایعات چوب، مواد غذایی و کشاورزی است.

مهندس دانشگاه RMIT گفت: «تحقیقات ما در مراحل اولیه است، اما این یافته‌های هیجان‌انگیز راهی نوآورانه برای کاهش چشمگیر پسماندهای آلیِ دفن‌شده ارائه می‌دهند.»