به گزارش تجارت نیوز، در سالهای اخیر، محققان و صنایع ساختمانی به دنبال راهکارهایی نوآورانه برای کاهش انتشار کربن و حرکت به سمت مصالح سازگار با محیط زیست بودهاند. بتن، یکی از پرمصرفترین مصالح جهان، سهم قابل توجهی در انتشار دیاکسید کربن دارد. در همین راستا، پژوهشگران استرالیایی راهحلی منحصر بهفرد ارائه دادهاند: تبدیل ضایعات قهوه به بیوچار و جایگزینی آن در تولید بتن. این نوآوری نه تنها به کاهش ردپای کربن کمک میکند، بلکه مقاومت بتن را نیز به شکل چشمگیری افزایش میدهد.
بر اساس یافتههای جدید، استفاده از بیوچار قهوه میتواند انتشار کربن بتن را تا ۲۶ درصد کاهش دهد و در عین حال مصرف سوختهای فسیلی را تا ۳۱ درصد کاهش دهد. این تحول میتواند گامی مهم در جهت توسعه زیرساختهای پایدار و اقتصاد دایرهای باشد.
ضایعات قهوه؛ منبعی جدید برای بتن سبز
طبق دادهها، تنها در استرالیا سالانه حدود ۸۳۰۰۰ تن تفاله قهوه مصرفشده تولید میشود. بخش زیادی از این ضایعات به محلهای دفن زباله منتقل میشود و فرایند تجزیه آن نیز به انتشار گازهای گلخانهای منجر میگردد. اما تیمی از محققان موسسه فناوری سلطنتی ملبورن (RMIT) نشان دادهاند که میتوان این ضایعات را به یک ماده ارزشمند برای ساختوساز تبدیل کرد.
این پژوهش که تحت هدایت دکتر جینگشوان ژانگ و دکتر محمد صابریان انجام شده، نشان میدهد که ضایعات قهوه را میتوان با حرارت دادن در شرایط کماکسیژن فرآیندی به نام پیرولیز به بیوچار تبدیل کرد؛ مادهای غنی از کربن که قابلیت جایگزینی بخشی از شن و ماسه در بتن را دارد.
نحوه تولید بیوچار قهوه
برای تولید بیوچار، تفالههای قهوه استفاده شده را تا حدود ۳۵۰ درجه سانتیگراد حرارت میدهند. این فرایند باعث میشود ماده آلی نسوزد، بلکه در محیط کماکسیژن به شکل مادهای پایدار و غنی از کربن درآید.
بیوچار حاصل، بخش زیادی از کربن اولیه را در خود نگه میدارد و هنگامی که به ترکیب بتن اضافه میشود، این کربن در ساختار آن محبوس میگردد و به چرخه محیط زیست بازنمیگردد؛ موضوعی که اهمیت زیستمحیطی زیادی دارد.
افزایش مقاومت بتن و کاهش انتشار کربن
آزمایشهای قبلی نشان داده بودند که با جایگزین کردن ۱۵ درصد از شن و ماسه بتن با بیوچار قهوه، مقاومت بتن تقریبا ۳۰ درصد افزایش مییابد. حال ارزیابی چرخه عمر انجامشده نشان میدهد که همین میزان جایگزینی میتواند انتشار دیاکسید کربن را تا ۲۶ درصد کاهش دهد.
نتایج همچنین نشان میدهد:
- جایگزینی ۵ درصد شن با بیوچار → کاهش ۱۵ درصدی انتشار دی اکسید کربن
- جایگزینی ۱۰ درصد شن با بیوچار → کاهش ۲۳ درصدی انتشار دی اکسید کربن
- کاهش ۳۱ درصدی مصرف سوختهای فسیلی در چرخه عمر بتن
- بهبود قابل توجه در تأثیرات زیستمحیطی مربوط به رودخانهها و دریاچهها
این یافتهها نشان میدهد که بیوچار قهوه میتواند همزمان استحکام بتن را افزایش دهد و آلودگی کربنی آن را کاهش دهد؛ ترکیبی که در صنایع ساختمانی بسیار ارزشمند است.
حمایت از اقتصاد دایرهای و آینده پایدار ساختوساز
یکی از محورهای اصلی این پژوهش، حمایت از اقتصاد دایرهای است؛ اقتصادی که در آن مواد دورریز دوباره وارد چرخه تولید میشوند. پژوهشگران میگویند که تبدیل ضایعات قهوه به بیوچار، هم به کاهش زبالهها کمک میکند و هم از برداشت بیش از حد شن و ماسه طبیعی جلوگیری میکند.
دکتر چونکینگ لی، استاد مهندسی عمران RMIT، میگوید: «استفاده از مقادیر متوسط بیوچار قهوه، مسیر روشن و قابل اندازهگیری برای تولید بتنی با اثرات زیستمحیطی کمتر ارائه میدهد.»
این تیم همچنین با شرکای صنعتی، ایالتی و محلی در حال مذاکره است تا این فناوری را وارد پروژههای واقعی کند. صابریان میگوید: «مرحله بعدی شامل طرحهای آزمایشی بزرگتر، بهینهسازی ترکیب و هماهنگی با استانداردهاست تا استفاده از این فناوری در پروژهها با اطمینان انجام شود.»
کشف جدید پژوهشگران RMIT نشان میدهد که ضایعات روزمرهای مانند تفاله قهوه میتوانند نقشی اساسی در آیندهای پایدار ایفا کنند. جایگزینی بخشهایی از شن و ماسه بتن با بیوچار قهوه، نه تنها انتشار کربن را تا ۲۶ درصد کاهش میدهد، بلکه مصرف سوختهای فسیلی را تا ۳۱ درصد پایین میآورد و در عین حال مقاومت بتن را تا ۳۰ درصد افزایش میدهد. این دستاورد میتواند به توسعه زیرساختهای کمکربن، حمایت از اقتصاد دایرهای و دستیابی به اهداف «صفر خالص» کمک کند.
با توجه به اینکه جهان بهطور فزایندهای به انرژی پاک و مصالح سازگار با محیط زیست نیاز دارد، نوآوریهایی مانند «بتن مبتنی بر بیوچار قهوه» میتوانند نقش مهمی در آینده شهرهای هوشمند و پایدار داشته باشند.
