Умный рецепт может решить несколько проблем одновременно. Ежегодно в мире производится ошеломляющие 10 миллиардов килограммов (22 миллиарда фунтов) кофейных отходов. Большая часть попадает на свалки.
«Утилизация органических отходов представляет собой экологическую проблему, поскольку при этом выделяется большое количество парниковых газов, включая метан и углекислый газ, которые способствуют изменению климата », — объяснил инженер Университета RMIT Раджив Ройчанд.
В условиях быстро развивающегося строительного рынка во всем мире растет спрос на ресурсоемкий бетон, что также создает ряд экологических проблем.
«Продолжающаяся добыча природного песка по всему миру – обычно из русл рек и берегов – для удовлетворения быстро растущих потребностей строительной отрасли оказывает большое влияние на окружающую среду», – рассказал инженер.
Существуют серьезные и долгосрочные проблемы в поддержании устойчивых поставок песка из-за ограниченности ресурсов и воздействия добычи песка на окружающую среду. Используя подход экономики замкнутого цикла, мы могли бы не допускать попадания органических отходов на свалку, а также лучше наши природные ресурсы, такие как песок.
Органические продукты, такие как кофейная гуща, нельзя добавлять непосредственно в бетон, поскольку они выделяют химические вещества, которые ослабляют прочность строительного материала. Поэтому, используя низкие уровни энергии, команда нагрела кофейные отходы до температуры более 350 °C (около 660 °F), лишив их при этом кислорода.
Этот процесс называется пиролизом. Он разрушает органические молекулы, в результате чего образуется пористый, богатый углеродом древесный уголь, называемый биоуглем , который может образовывать связи и тем самым включаться в цементную матрицу.
Эксперты также пытались пиролизовать кофейную гущу при температуре 500 °C, но полученные частицы биоугля оказались не такими прочными. Предстоит еще оценить долгосрочную долговечность этого цементного продукта. Сейчас они работают над тестированием того, как гибридный кофе-цемент ведет себя в условиях циклов замораживания/оттаивания, водопоглощения, истирания и многих других стрессовых факторов.
Команда также работает над созданием биоуглей из других источников органических отходов, включая древесину, пищевые и сельскохозяйственные отходы.
«Наше исследование находится на ранних стадиях, но эти захватывающие результаты предлагают инновационный способ значительно сократить количество органических отходов, выбрасываемых на свалку», — сказал инженер RMIT Шеннон Килмартин-Линч.
Можно бесконечно удивляться тому, как много полезных открытий еще не свершено человеком. Кстати, совсем недавно мы рассказывали о том, как российские ученые описали «невозможный» материал.