Глобалното население консумира изумителните два милиарда чаши кафе на ден, което води до огромно количество отпадъци. Според доклади кафето е един от най-големите източници на парникови газове от органични отпадъци в света, като хората създават около осем милиона тона мокра утайка от кафе като страничен продукт всяка година. Въпреки това учените смятат, че са намерили ново решение за този отпадък. През март изследователи в Южна Корея публикуваха констатации от своето проучване относно това дали кафеените отпадъци могат да бъдат превърнати в нещо полезно в списание Biochar. Според екипа това наистина е възможно и отпадъкът може да бъде превърнат в многоефективна топлоизолация за търговска употреба, която може да намали потреблението на енергия.
Кафеените отпадъци се произвеждат в мащаб в световен мащаб, но голяма част от тях отиват на сметищата или се изгарят. Новата работа показва, че този изобилен поток от отпадъци може да бъде превърнат в материал с висока стойност, който се представя толкова добре, колкото търговските изолационни продукти, като същевременно е много по-устойчив. За да създадат материала, изследователите обясняват в своето проучване, че са започнали с нагряване на събрани от капсули за кафе утайки в пещ без добавен поток от газ, процес, наречен карбонизация, при температури от 500 до 900 градуса по Целзий. Това превръща утайките в подобно на въглен вещество, наречено биовъглен. Екипът е усъвършенствал процеса и е установил, че карбонизирането на утайките при 700 градуса постига най-добрия баланс, произвеждайки силно пореста структура с около седемдесет и един процента свободно пространство, което позволява на топлината да се движи, но не твърде много.
Биовъгленът след това е бил комбиниран с етилцелулоза, полимер на растителна основа, който вече се използва в неща като покрития за хапчета, за да се формира композитът. Въпреки това полимерът продължавал да прониква в порите на биовъглена, което би обезсмислило целта, тъй като уловеният въздух е това, което прави материала толкова добър изолатор. Изследователите са разрешили този проблем, като са предварително третирали биовъглена с пропиленгликол, общ разтворител за храни и козметика, който поддържа порите отворени по време на смесването и след това се изпарява, оставяйки въздушните джобове непокътнати. Когато всичко е било готово, екипът е създал композит, който има топлопроводимост от едва 0.04 вата на метър на келвин, ниво, сравнимо с комерсиалния експандиран полистирол. За сравнение, материалите с топлопроводимост под 0.07 вата на метър на келвин обикновено се считат за ефективни изолатори, което поставя този нов материал сред най-добре представящите се опции.
Биовъгленът е подобен на въглен материал, който се прави чрез нагряване на растителна или друга органична материя при много високи температури с малко или без кислород. Въпреки че може да се използва като гориво, учените се интересуват особено от него заради това какво може да направи отвъд горенето. Когато се добави към почвата, биовъгленът може да помогне за задържане на вода и хранителни вещества, като същевременно съхранява въглерод, който иначе би се върнал в атмосферата като въглероден диоксид. Изследователите изследват също неговия потенциал за филтриране на вода, пречистване на въздуха и почистване на индустриално замърсяване. Макар резултатът с изолацията да е страхотен, също толкова добро е и това как материалът се разгражда. Изследователите обясняват, че материалът е направен изцяло от възобновяеми ресурси и се биоразгражда значително по-бързо от традиционната изолация, което го прави отличен избор за екологични строежи. Те дори са тествали материала върху мащаблен модел на покривна соларна инсталация и са установили, че той се представя горе-долу толкова добре, колкото търговската пяна при овладяването на топлината, което го прави лесна замяна едно към едно.
Естествено, предстои още работа, преди тази изолация да стигне до магазините за домакински стоки, включително определяне дали този материал може да издържи изпитанието на времето. Въпреки това тези предварителни констатации дават надежда. Този подход не само подобрява представянето на материала, но и допринася за кръговата икономика. Чрез превръщането на отпадъците във функционален продукт е възможно да се намалят екологичните тежести, като същевременно се създават нови възможности за устойчиви материали.
Източник: Food & Wine
