پژوهشگران استرالیایی با تبدیل تفاله قهوه به ماده‌ای غنی از کربن، موفق شدند مقاومت بتن را تا ۳۰ درصد افزایش و مصرف ماسه را کاهش دهند.
به گزارش سایت دیدبان ایران، سالانه حدود ۱۰ میلیارد کیلوگرم ضایعات قهوه در جهان تولید می‌شود که بخش عمده‌ی آن به محل‌های دفن زباله منتقل می‌شود. تجزیه‌ی پسماندهای آلی در این محل‌ها، انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند متان و دی‌اکسیدکربن را در پی دارد.
به‌گزارش ساینس‌آلرت، پژوهشگران دانشگاه RMIT استرالیا راهی پیدا کرده‌اند که می‌تواند بخشی از ضایعات قهوه را به ماده‌ای کاربردی برای تولید بتن تبدیل کند. روش جدید همچنین می‌تواند به کاهش مصرف ماسه کمک کند؛ ماده‌ای که برداشت گسترده‌ی آن از بستر رودخانه‌ها و دیگر منابع طبیعی، پیامدهای زیست‌محیطی قابل‌توجهی دارد.
افزودن مستقیم تفاله‌ی قهوه به بتن امکان‌پذیر نیست؛ زیرا ترکیبات آلی موجود در آن می‌توانند مقاومت بتن را کاهش دهند. پژوهشگران برای حل مشکل، تفاله‌ها را در محیطی بدون اکسیژن تا دمای بیش از ۳۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد حرارت دادند.
در این فرایند که «پیرولیز» نام دارد، مواد آلی تجزیه می‌شوند و ماده‌ای متخلخل و غنی از کربن به نام بیوچار یا زغال زیستی به وجود می‌آید. بیوچار می‌تواند با ساختار سیمان پیوند برقرار کند و در ترکیب بتن جای بگیرد.
تبدیل تفاله قهوه به زغال زیستی می‌تواند مقاومت بتن را تا ۳۰ درصد افزایش دهد. پژوهشگران دریافتند که استفاده از بیوچار تولیدشده در دمای ۳۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، مقاومت بتن را تا ۳۰ درصد افزایش می‌دهد. آن‌ها دمای ۵۰۰ درجه را نیز آزمایش کردند، اما ماده‌ی تولیدشده در این شرایط عملکرد ضعیف‌تری داشت.
راجیو رویچاند، از پژوهشگران دانشگاه RMIT، می‌گوید استفاده‌ی دوباره از پسماندهای آلی می‌تواند هم به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند و هم فشار بر منابع طبیعی را کاهش دهد.
بااین‌حال، مقاومت بیشتر لزوماً به معنای دوام بالاتر در تمام شرایط نیست. پژوهشگران همچنان در حال بررسی عملکرد بتن جدید در برابر یخ‌زدگی، ذوب‌شدن، نفوذ آب و سایش هستند.
بتن ساخته‌شده با تفاله قهوه در پروژه‌های واقعی پیاده‌روسازی آزمایش شده و می‌تواند به کاهش ضایعات قهوه و مصرف منابع طبیعی کمک کند
پژوهش اولیه در سال ۲۰۲۳ منتشر شد، اما استفاده از بتن حاوی تفاله‌ی قهوه به آزمایشگاه محدود نماند. در سال ۲۰۲۴، دانشگاه RMIT با همکاری شورای محلی مکدون رنجز، نخستین آزمایش میدانی این فناوری را در شهر گیزبورن استرالیا انجام داد. در این پروژه، بخش‌هایی از یک پیاده‌رو با بتن حاوی بیوچار قهوه و خرده‌چوب ساخته شد و بخشی دیگر از بتن معمولی بود تا عملکرد آن‌ها مقایسه شود.
همان سال، بتن حاوی بیوچار قهوه در پروژه‌ی بهسازی جاده‌های پاکنهام در ایالت ویکتوریا نیز استفاده شد. این نخستین کاربرد ماده‌ی جدید در یک پروژه‌ی بزرگ زیرساختی بود. شرکت پیمانکاری «بیلدگروپ» برآورد کرد که در این پروژه، معادل تفاله‌ی حدود ۱۴۰هزار فنجان قهوه بازیافت و بیش از سه تن ماسه صرفه‌جویی شد.
تیم تحقیقاتی در کنار توسعه‌ی بتن حاوی قهوه، امکان تولید بیوچار از پسماندهای چوبی، غذایی و کشاورزی را نیز بررسی می‌کند. با وجود نتایج امیدوارکننده، استفاده‌ی گسترده از این فناوری به تأیید دوام بلندمدت و صرفه‌ی اقتصادی آن نیاز دارد.
پژوهش در ژورنال Journal of Cleaner Production منتشر شده است.