دانشمندان جالب‌ترین استفاده از تفاله قهوه را کشف کردند!

محققان استرالیایی کشف کردند با افزودن تفاله‌های قهوه به مخلوط بتن می‌توان مخلوط ۳۰ درصد قوی‌تری تولید کنند.

به گزارش فرارو به نقل از ساینس الرت، دستور العمل جدید و هوشمندانه دانشمندان می‌تواند چندین مشکل را همزمان حل کند. هر ساله ۱۰ میلیارد کیلوگرم ضایعات قهوه در سطح جهان تولید می‌شود و اکثر آن‌ها به محل‌های دفن زباله ریخته می‌شود.

راجیو رویچند، مهندس عمران، توضیح داد: «دفع زباله‌های آلی یک چالش زیست‌محیطی است، زیرا این مواد مقادیر زیادی گاز‌های گلخانه‌ای از جمله متان و دی اکسید کربن منتشر می‌کتند که باعث تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین می‌شود.»

با رونق بازار ساخت و ساز عمران در سطح جهان، تقاضای فزاینده‌ای برای بتن وجود دارد که باعث ایجاد مجموعه دیگری از چالش‌های زیست محیطی می‌شود. استخراج مداوم شن و ماسه طبیعی در سراسر جهان، که معمولاً از بستر رودخانه‌ها و سواحل گرفته می‌شود، برای برآورده کردن تقاضا‌های رو به رشد صنعت ساخت و ساز تأثیر زیادی بر محیط زیست می‌گذارد.

چالش‌هایی حیاتی در حفظ عرضه پایدار شن و ماسه به بازار وجود دارد؛ به خصوص به دلیل ماهیت محدود منابع و اثرات زیست محیطی استخراج شن و ماسه. با استفاده از زباله‌های آلی، مانند تفاله قهوه، می‌توانیم از آن‌ها استفاده کنیم تا هدر نروند و همچنین منابع طبیعی مانند شن و ماسه را حفظ می‌کنند.

محصولات ارگانیک مانند تفاله قهوه را نمی‌توان مستقیماً به بتن اضافه کرد، زیرا باعث نشست مواد شیمیایی می‌شود و در نتیجه استحکام مصالح ساختمانی را تضعیف می‌کند. این گروه پژوهشی با استفاده از سطوح انرژی پایین، ضایعات قهوه را تا دمای بیش از ۳۵۰ درجه سانتیگراد گرم کردند و میزان اکسیژن محصولشان را کاهش دادند.

این فرآیند پیرولیزاسیون نامیده می‌شود و مولکول‌های آلی را می‌شکند و در نتیجه یک زغال متخلخل و غنی از کربن به نام بیوچار ایجاد می‌کند که می‌تواند با ساختار ملکولی سیمان پیوند ایجاد کند و در نتیجه خود را در ترکیب سیمان بگنجاند. رویچاند و همکارانش همچنین سعی کردند تفاله‌های قهوه را در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد تجزیه کنند، اما ذرات بیوچار تا آن حد قوی نبودند.

محققان هشدار دادند که هنوز باید دوام طولانی مدت این محصول سیمانی جدید را ارزیابی کنند. آن‌ها اکنون در حال کار بر روی آزمایش نحوه عملکرد سیمان قهوه تحت چرخه‌های انجماد/ذوب، جذب آب، ساییدگی و بسیاری از عوامل فشار دیگر هستند.

این تیم همچنین بر روی ایجاد بیوچار از سایر منابع ضایعات آلی، از جمله چوب، ضایعات مواد غذایی و زباله‌های کشاورزی کار می‌کند. شانون کیل مارتین-لینچ گفت: «تحقیق ما در مراحل اولیه است، اما این یافته‌های هیجان‌انگیز روشی نوآورانه برای کاهش مقدار زیادی زباله‌های آلی که به محل دفن زباله می‌روند، ارائه می‌دهد. پژوهش ما، از دیدگاه بومی، شامل مراقبت از کشور، اطمینان از وجود یک چرخه زندگی پایدار برای همه مواد و اجتناب از ورود آن‌ها به محل دفن زباله‌ها برای به حداقل رساندن تأثیر مخرب بر محیط زیست است.»