นักวิจัยออสเตรเลียแปลงกากกาแฟเหลือทิ้งให้เป็นไบโอชาร์ด้วยการไพโรไลซิส ก่อนผสมเข้ากับซีเมนต์ ผลคือคอนกรีตตัวอย่างแข็งแรงขึ้นสูงสุดราว 30% — แนวทางที่ใช้เศรษฐกิจหมุนเวียนนี้อาจช่วยลดขยะอินทรีย์จำนวนมหาศาลและลดแรงกดดันต่อทรัพยากรทรายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง
ไอเดียสั้น ๆ — ทำไมเรื่องนี้สำคัญ
โลกทิ้งกากกาแฟปีละประมาณ 10 พันล้านกก. — ส่วนใหญ่อยู่ในหลุมฝังกลบและปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ตลาดก่อสร้างต้องการทรายปริมาณมาก จึงเกิดแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อม
การแปรสภาพกากกาแฟเป็นไบโอชาร์แล้วผสมคอนกรีต เป็นแนวทาง circular economy ที่แก้สองปัญพร็อกพร้อมกัน
กระบวนการและผลสำคัญ
ทีมวิจัยจาก RMIT (Rajeev Roychand, Jie Li และทีม) นำกากกาแฟไปให้ความร้อนภายใต้สภาพจำกัดออกซิเจน (กระบวนการไพโรไลซิส) ที่อุณหภูมิราว >350°C
กากกาแฟเปลี่ยนเป็น ไบโอชาร์ — ถ่านรูพรุนอุดมคาร์บอนที่สามารถยึดเกาะกับเมทริกซ์ซีเมนต์ได้
เมื่อนำไบโอชาร์จากกากกาแฟผสมในคอนกรีต ตัวอย่างแสดงให้เห็นการเพิ่มความแข็งแรงได้ สูงสุด ~30% เมื่อเทียบกับคอนกรีตมาตรฐาน
การไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงกว่า (เช่น 500°C) ให้ไบโอชาร์ที่มีคุณสมบัติไม่เหมาะเท่ากับการเผาที่ ~350°C
ประโยชน์เชิงสิ่งแวดล้อมและเชิงเศรษฐกิจ
ลดปริมาณกากกาแฟลงสู่หลุมฝังกลบ ลดการปล่อยมีเทน/CO₂
ลดการพึ่งพาทรายธรรมชาติ โดยใช้ไบโอชาร์เป็นสารเพิ่มสมรรถนะบางส่วนในคอนกรีต
เปิดช่องทางใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมอาหารเป็นวัสดุก่อสร้าง มูลค่าเพิ่มของเศรษฐกิจหมุนเวียน
ข้อจำกัดและสิ่งที่ต้องพิสูจน์เพิ่มเติม
ผลการทดลองยังอยู่ในระยะต้น ทีมกำลังทดสอบความทนทานระยะยาวต่อ วัฏจักรแข็งตัว/ละลาย, การดูดซึมน้ำ, การกัดกร่อน และภายใต้สภาพแวดล้อมจริง
ต้องประเมินความคุ้มทุนและกระบวนการไพโรไลซิสในเชิงอุตสาหกรรม (พลังงาน-ต้นทุน-การปล่อยจากกระบวนการ)
ต้องทดสอบความสม่ำเสมอของกากกาแฟจากแหล่งต่าง ๆ และมาตรฐานการผลิตไบโอชาร์ให้คงที่
ผลงานนี้เผยแพร่ใน Journal of Cleaner Production — ทีมงานยังมุ่งขยายการผลิตไบโอชาร์จากเศษชีวมวลชนิดอื่น ๆ เช่น เศษไม้หรือของเหลือจากการเกษตร เพื่อทดแทนทรัพยากรที่มีจำกัดและขยายการใช้งานเชิงอุตสาหกรรม
นักวิจัย RMIT พบว่า กากกาแฟเผา เป็นไบโอชาร์ที่เมื่อผสมในคอนกรีตช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้ถึง ~30% — ทางเลือกที่ทั้งลดขยะและลดการใช้ทราย แต่ยังต้องพิสูจน์ความทนทานและคุ้มทุนก่อนใช้งานจริง
tags : sciencealert
