نوآوری جدید محققان چینی: تبدیل تفاله قهوه به عایق حرارتی

براساس آمار، روزانه بیش از دو میلیارد فنجان قهوه در سراسر جهان مصرف می‌شود و این موضوع حجم عظیمی از تفاله‌های قهوه ایجاد می‌کند که اغلب بدون استفاده دور ریخته می‌شوند. اکنون محققان راهکار نوآورانه‌ای برای تبدیل تفاله قهوه به عایق‌های سازگار با محیط زیست پیدا کرده‌اند.

محققان دانشگاه کشاورزی شنیانگ چین، ابتدا تفاله قهوه را به «بیوچار» (Biochar) تبدیل کردند؛ ماده‌ای شبیه زغال که از مواد آلی به دست می‌آید. فرایند آن شامل خشک‌کردن تفاله‌ها در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد به مدت یک هفته و سپس حرارت‌دهی در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت بوده و این امر باعث افزایش تخلخل (Porosity به‌معنای نسبت حجم حفره‌ای یک سنگ (یا خاک) به حجم کلی) آن از ۴۰ به ۷۱ درصد شده است.

در مرحله بعد، برای حفظ این تخلخل و تبدیل بیوچار به یک ماده قابل استفاده، پژوهشگران از روشی به نام «بازسازی منافذ» استفاده کردند. در این روش، بیوچار با ترکیب شیمیایی به‌نام «پروپیلن گلیکول» ترکیب شده تا منافذ آن پر شود و ساختار نهایی با اضافه شدن پودر «اتیل سلولز» به دست آمده است.

عملکرد ماده به‌دست‌آمده از تفاله قهوه در عایق‌کاری

محققان می‌گویند ماده به‌دست عملکرد قابل‌توجهی در عایق‌کاری از خود نشان داده است. به گفته آنها، رسانایی حرارتی اتیل سلولز به‌تنهایی حدود ۰.۲۴ است، اما در ترکیب با بیوچار این مقدار به ۰.۰۴ کاهش پیدا می‌کند که بهبود 6 برابری آن در عملکرد عایق را نشان می‌دهد.

همچنین آزمایش‌ها نشان داده که این ماده می‌تواند در پنل‌های خورشیدی نیز به‌طور مؤثری از انتقال حرارت جلوگیری کند.

به گفته یکی از پژوهشگران این پروژه، رویکرد آنها علاوه‌بر بهبود عملکرد مواد، به توسعه اقتصاد چرخشی نیز کمک می‌کند؛ چرا که تبدیل زباله به محصولی کاربردی، هم بار زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد و هم فرصت‌های جدیدی برای مواد پایدار ایجاد می‌کند.

هرچند برخی افراد از تفاله قهوه در باغبانی استفاده می‌کنند، اما بخش عمده این مواد درنهایت راهی محل‌های دفن زباله می‌شوند. برآوردها نشان می‌دهد سالانه بین ۸ تا ۶۰ میلیون تن تفاله قهوه دور ریخته می‌شود. انباشت این مواد در محل دفن زباله، مشکلات زیست‌محیطی جدی ازجمله انتشار گازهای متان و دی‌اکسیدکربن و حتی خطر آتش‌سوزی خودبه‌خودی را به‌همراه دارد.