وجد علماء في أستراليا أن القهوة المتفحمة يمكن أن تجعل الخرسانة أقوى بنسبة تصل إلى 30%.
يمكن لوصفتهم الذكية أن تحل مشاكل متعددة في وقت واحد.
ينتج العالم كل عام حوالي 10 مليارات كيلوغرام (22 مليار رطل) من نفايات القهوة، وينتهي معظمها في مدافن النفايات.
ذات صلة: اختراق: العلماء يصنعون كلية “عالمية” لتتناسب مع أي فصيلة دم
وأوضح المهندس راجيف رويتشاند من جامعة RMIT عندما نُشر البحث في عام 2023، أن “التخلص من النفايات العضوية يشكل تحديًا بيئيًا لأنه ينبعث منه كميات كبيرة من الغازات الدفيئة، بما في ذلك الميثان وثاني أكسيد الكربون، والتي تساهم في تغير المناخ”.
ومع ازدهار سوق البناء على مستوى العالم، هناك أيضًا طلب متزايد باستمرار على الخرسانة كثيفة الاستخدام للموارد، مما يتسبب في مجموعة أخرى من التحديات البيئية.
شاهد الفيديو أدناه للحصول على ملخص للدراسة:
يوتيوب الصورة المصغرة
وقال جي لي، المهندس في RMIT: “إن الاستخراج المستمر للرمال الطبيعية في جميع أنحاء العالم – والتي يتم أخذها عادةً من قيعان الأنهار وضفافها – لتلبية الطلب المتزايد بسرعة في صناعة البناء والتشييد له تأثير كبير على البيئة”.
“هناك تحديات حرجة وطويلة الأمد في الحفاظ على إمدادات مستدامة من الرمال بسبب الطبيعة المحدودة للموارد والآثار البيئية لاستخراج الرمال. ومن خلال نهج الاقتصاد الدائري، يمكننا إبقاء النفايات العضوية خارج مكب النفايات وكذلك الحفاظ بشكل أفضل على مواردنا الطبيعية مثل الرمال.”
لا يمكن إضافة المنتجات العضوية مثل القهوة المطحونة مباشرة إلى الخرسانة لأنها تسرب مواد كيميائية تضعف قوة مواد البناء.
لذا، باستخدام مستويات طاقة منخفضة، قام الفريق بتسخين مخلفات القهوة إلى أكثر من 350 درجة مئوية (حوالي 660 درجة فهرنهايت) مع حرمانها من الأكسجين.
وتسمى هذه العملية بالتحلل الحراري. إنه يكسر الجزيئات العضوية، مما يؤدي إلى فحم مسامي وغني بالكربون يسمى الفحم الحيوي والذي يمكن أن يشكل روابط معه وبالتالي يدمج نفسه في مصفوفة الأسمنت.
كما حاول رويتشاند وزملاؤه التحليل الحراري لرواسب القهوة عند درجة حرارة 500 درجة مئوية، لكن جزيئات الفحم الحيوي الناتجة لم تكن بنفس القوة.
إطلاق عرض ترويجي لمنتصف المقالة
وحذر الباحثون من أنهم ما زالوا بحاجة إلى تقييم المتانة طويلة المدى لمنتجهم الأسمنتي.
إنهم يعملون الآن على اختبار كيفية أداء أسمنت القهوة الهجين في ظل دورات التجميد/الذوبان، وامتصاص الماء، والسحجات، والعديد من الضغوطات الأخرى.
ويعمل الفريق أيضًا على إنتاج الفحم الحيوي من مصادر النفايات العضوية الأخرى، بما في ذلك الخشب والمواد الغذائية والزراعية.
مسح الصور بالمجهر الإلكتروني للهياكل السطحية لطحن القهوة المتحللة حرارياً. (رويشاند وآخرون، مجلة الإنتاج الأنظف، 2023)
ذات صلة: وجدت دراسة أن طريقة واحدة لشرب القهوة يمكن أن تساعدك على العيش لفترة أطول
وقال شانون كيلمارتن لينش، المهندس في RMIT: “إن بحثنا في مراحله الأولى، ولكن هذه النتائج المثيرة تقدم طريقة مبتكرة لتقليل كمية النفايات العضوية التي تذهب إلى مكب النفايات بشكل كبير”.
“إلهام بحثي، من منظور السكان الأصليين، يتضمن الاهتمام بالبلد، وضمان وجود دورة حياة مستدامة لجميع المواد وتجنب الأشياء التي تذهب إلى مكب النفايات لتقليل التأثير على البيئة.”
ونشرت أبحاثهم في مجلة الإنتاج الأنظف.
نُشرت نسخة سابقة من هذه المقالة في سبتمبر 2023.