به گزارش تجارت نیوز، زباله‌های غذایی وقتی برای مدتی در فضای باز باقی می‌مانند، به‌ویژه در هوای گرم و مرطوب، به سرعت تجزیه می‌شوند و ترکیبات شیمیایی مختلفی تولید می‌کنند که منشأ بوی نامطبوع هستند. حالا پژوهشگران راهکاری ارائه کرده‌اند که به جای پوشاندن یا فیلتر کردن این بو، مستقیماً سراغ منبع تولید آن می‌رود.
این فناوری یک درب داخلی خورشیدی است که می‌توان آن را روی سطل‌های زباله چرخ‌دار استاندارد نصب کرد. این درب با استفاده از نور خورشید، ترکیبات بدبو را در داخل سطل تجزیه می‌کند و مانع انتشار آنها در محیط اطراف می‌شود.
نتایج این پژوهش در مجله Environmental Science & Technology متعلق به انجمن شیمی آمریکا (ACS) منتشر شده است. آزمایش‌ها با استفاده از مواد غذایی واقعی نشان دادند که این سامانه می‌تواند اسید استیک، یکی از مهم‌ترین ترکیبات ایجادکننده بوی زباله‌های در حال فساد، را به شکل مؤثری تجزیه کند.
چرا زباله‌های غذایی بوی بد می‌گیرند؟
بخش قابل توجهی از زباله‌های خانگی را مواد غذایی دورریخته‌شده تشکیل می‌دهند. این مواد پس از قرار گرفتن در سطل‌های زباله کنار خیابان، به‌خصوص در شرایط گرم و مرطوب، شروع به تجزیه می‌کنند.
یکی از ترکیباتی که در این فرایند تولید می‌شود اسید استیک است؛ ماده‌ای که بوی تند و شبیه سرکه دارد و یکی از عوامل اصلی بوی نامطبوع زباله‌های غذایی محسوب می‌شود.
در حال حاضر یکی از روش‌های متداول برای کنترل این بو، استفاده از فیلترهای حاوی زغال فعال یا کربن فعال است. این فیلترها می‌توانند برخی ترکیبات بدبو را جذب کنند، اما در محیط‌های گرم و مرطوب عملکرد آنها ممکن است کاهش پیدا کند.
پژوهشگران به همین دلیل به سراغ راهکاری رفتند که به جای جذب بو، ترکیبات ایجادکننده آن را در همان محل تولید تجزیه کند.
نور خورشید چگونه بوی زباله را از بین می‌برد؟
وانگ، نویسنده مسئول این پژوهش، می‌گوید هدف اصلی تیم تحقیقاتی بسیار کاربردی بوده است: از بین بردن بو در منبع تولید آن، یعنی داخل سطل زباله، پیش از آنکه این بو وارد محیط اطراف شود.
پژوهشگران برای این کار از یک کاتالیزور ارزان‌قیمت به نام اکسید منگنز یا MnO₂ استفاده کردند. این ماده زمانی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، می‌تواند ترکیبات آلی فرار را جذب کرده و پیوندهای شیمیایی موجود در اسید استیک را تجزیه کند.
تیم تحقیقاتی برای افزایش عملکرد این ماده، یون‌های لیتیوم را به اکسید منگنز اضافه کرد. این تغییر باعث شد کاتالیزور جدید در تجزیه اسید استیک عملکرد بهتری نسبت به اکسید منگنز معمولی و همچنین کربن فعال داشته باشد.
آزمایش‌های آزمایشگاهی در شرایط شبیه‌سازی‌شده نور خورشید همچنین نشان داد که این کاتالیزور در محیط‌های مرطوب نیز عملکرد مناسبی دارد؛ ویژگی‌ای که برای استفاده در سطل‌های زباله فضای باز اهمیت زیادی دارد.
ساخت درب خورشیدی برای سطل‌های زباله
پژوهشگران برای آزمایش فناوری در شرایط واقعی، یک ماژول شفاف و نفوذپذیر به گاز طراحی کردند که درون آن یک لنز قرار داشت. این لنز نور خورشید را روی لایه‌ای از کاتالیزور متمرکز می‌کرد.
این ماژول به صورت یک قطعه قابل جابه‌جایی روی درب یک سطل زباله چرخ‌دار استاندارد نصب شد. ساختار آن به گونه‌ای بود که نور خورشید بتواند به کاتالیزور برسد، در حالی که گازهای داخل سطل نیز با سطح کاتالیزور در تماس باشند.
نتایج آزمایش در فضای باز امیدوارکننده بود. کاتالیزور توانست اسید استیک تولیدشده از تجزیه میوه و نان را در معرض نور طبیعی خورشید، به صورت مداوم و مؤثر برای بیش از ۴۰ روز تجزیه کند.
این پایداری طولانی‌مدت نشان می‌دهد که فناوری مورد نظر می‌تواند برای استفاده در شرایط واقعی، از جمله سطل‌های زباله خانگی و شهری، ظرفیت قابل توجهی داشته باشد.
تفاوت درب خورشیدی با روش‌های معمول کنترل بو
بسیاری از روش‌های متداول برای کاهش بوی نامطبوع به جذب ترکیبات بدبو متکی هستند. در این روش‌ها، ماده‌ای مانند کربن فعال، مولکول‌های ایجادکننده بو را به خود جذب می‌کند؛ اما ظرفیت جذب این مواد محدود است و در شرایط گرم و مرطوب ممکن است کارایی آنها کاهش پیدا کند.
درب خورشیدی رویکرد متفاوتی دارد. این سامانه تلاش می‌کند ترکیبات ایجادکننده بو را به صورت شیمیایی تجزیه کند و برای فعال‌سازی کاتالیزور نیز به جای برق یا سیستم گرمایشی، از نور خورشید استفاده می‌کند.
وانگ می‌گوید در روش‌های معمول برای فعال کردن کاتالیزور ممکن است به گرمایش الکتریکی نیاز باشد، اما در فناوری جدید، نور خورشید وظیفه فعال‌سازی کاتالیزور را بر عهده دارد.
این ویژگی می‌تواند مصرف انرژی و هزینه عملیاتی سامانه را کاهش دهد و آن را برای استفاده در سطل‌های زباله‌ای که در فضای باز قرار دارند، مناسب‌تر کند.
آیا این فناوری می‌تواند در مدیریت پسماند استفاده شود؟
نتایج اولیه این پژوهش نشان می‌دهد که یک فناوری ساده و مبتنی بر انرژی خورشیدی می‌تواند راهی متفاوت برای کنترل بوی زباله ارائه دهد. استفاده از نور خورشید، عدم نیاز به اتصال مستقیم به شبکه برق و توانایی کار در محیط مرطوب، از جمله ویژگی‌هایی هستند که می‌توانند این فناوری را برای مدیریت پسماند جذاب کنند.
با این حال، برای استفاده گسترده از این فناوری در شهرها، باید عملکرد آن در شرایط مختلف آب‌وهوایی، انواع متفاوت زباله، میزان تابش خورشید و دوره‌های طولانی‌تر بررسی شود. همچنین هزینه تولید و نگهداری این درب‌ها باید با روش‌های متداول کنترل بو مقایسه شود.
سطل زباله‌ای که با نور خورشید بو را از بین می‌برد
درب خورشیدی جدید می‌تواند نگاه متفاوتی به کنترل بوی نامطبوع زباله ارائه دهد. این فناوری به جای استفاده صرف از فیلتر برای به دام انداختن بو، با کمک یک کاتالیزور مبتنی بر اکسید منگنز و نور خورشید، ترکیبات شیمیایی ایجادکننده بو را در داخل سطل تجزیه می‌کند.
آزمایش‌های انجام‌شده با مواد غذایی واقعی مانند میوه و نان نشان داد که این سامانه می‌تواند اسید استیک را بیش از ۴۰ روز به طور مداوم تجزیه کند. استفاده از نور خورشید به جای انرژی الکتریکی نیز می‌تواند این فناوری را به گزینه‌ای کم‌مصرف و پایدار برای کنترل بو در مدیریت پسماند تبدیل کند.
اگر آزمایش‌های آینده عملکرد این فناوری را در مقیاس بزرگ‌تر تأیید کنند، شاید در آینده سطل‌های زباله شهری علاوه بر جمع‌آوری پسماند، خودشان نیز بتوانند با استفاده از نور خورشید بخشی از مشکل بوی نامطبوع زباله را حل کنند.
