باحثون يكتشفون فائدة غير متوقعة لبقايا القهوة المحروقة.. ما القصة؟

اكتشف باحثون في أستراليا أنه من الممكن إنتاج أسمنت أقوى بنسبة 30% من المستخدم حاليًا، وذلك من خلال معالجة بقايا القهوة المحروقة وإضافتها إلى الخليط الحالي.
ينتج العالم سنويًا ما يصل إلى 10 مليارات كيلوجرام أي ما يقدر ب (22 مليار رطل) من نفايات القهوة على مستوى العالم، وينتهي المطاف بمعظمها في مكبات النفايات.
وأوضح المهندس راجيف رويشاند من جامعة RMIT: «إن التخلص من النفايات العضوية يشكل تحديًا بيئيًا لأنه ينبعث منه كميات كبيرة من الغازات المسببة للاحتباس الحراري بما في ذلك الميثان وثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في تغير المناخ».
ومع ازدهار سوق البناء على مستوى العالم، هناك طلب متزايد على الاسمنت كثيفة الموارد مما يتسبب في مجموعة أخرى من التحديات البيئية أيضًا.
وفي هذا الصدد، قال جي لي، مهندس في معهد RMIT: «إن الاستخراج المستمر للرمال الطبيعية في جميع أنحاء العالم، والتي يتم أخذها عادة من مجاري الأنهار والضفاف، لتلبية الطلبات المتزايدة بسرعة لصناعة البناء له تأثير كبير على البيئة».
وتابع: «هناك تحديات حرجة وطويلة الأمد في الحفاظ على إمدادات مستدامة من الرمال بسبب الطبيعة المحدودة للموارد والتأثيرات البيئية لاستخراج الرمال، ومن خلال اتباع نهج الاقتصاد الدائري، يمكننا منع النفايات العضوية من الوصول إلى مكبات النفايات وكذلك الحفاظ بشكل أفضل على مواردنا الطبيعية مثل الرمال».
لا يمكن إضافة المنتجات العضوية مثل بقايا القهوة مباشرة إلى الأسمنت، لأنه تتسرب منها مواد كيميائية تضعف قوة مواد البناء، لذا باستخدام مستويات منخفضة من الطاقة، قام الفريق بتسخين نفايات القهوة إلى أكثر من 350 درجة مئوية (حوالي 660 درجة فهرنهايت) مع حرمانها من الأكسجين.
تُسمى هذه العملية بالتحلل الحراري، حيث تعمل على تفكيك الجزيئات العضوية، مما ينتج عنه فحم مسامي غني بالكربون يسمى الفحم الحيوي، والذي يمكنه تكوين روابط مع مصفوفة الأسمنت وبالتالي دمج نفسه فيها.
وحاول رويشاند وزملاؤه تحليل بقايا القهوة بالحرارة عند 500 درجة مئوية، لكن جزيئات الفحم الحيوي الناتجة لم تكن قوية بنفس القدر.
وحذر الباحثون من أنهم ما زالوا بحاجة إلى تقييم متانة منتجهم الأسمنتي على المدى الطويل، وهم يعملون الآن على اختبار أداء الأسمنت الهجين المصنوع من القهوة في ظل دورات التجميد والذوبان، وامتصاص الماء، والتآكل والعديد من العوامل الأخرى المسببة للتوتر.
ويعمل الفريق أيضًا على إنشاء الفحم الحيوي من مصادر النفايات العضوية الأخرى، بما في ذلك الخشب ونفايات الطعام والنفايات الزراعية.
قالت المهندسة في معهد RMIT، شانون كيلمارتن لينش: «إن بحثنا لا يزال في مراحله المبكرة، ولكن هذه النتائج المثيرة تقدم طريقة مبتكرة لتقليل كمية النفايات العضوية التي تذهب إلى مكبات النفايات بشكل كبير».