Bã cà phê không hoàn toàn là chất khử độc nguy hiểm cho môi trường. Hàng năm có tới nhiều tấn bã cà phê được thải ra môi trường và chỉ được xử lý bằng hình thức tiêu hủy đơn giản cùng với nhiều loại chất thải từ thực vật hay chất thải thực phẩm khác. Mới đây, một nhóm nghiên cứu đến từ Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST), phía Nam Hàn Quốc đã phát triển thành công một phương pháp mới nhằm tận dụng nguồn chất thải vô hại, biến bã cà phê đã sử dụng thành nguyên liệu có khả năng hấp thụ các bon. Sự ra đời của loại vật liệu mới với giá thành rẻ, hứa hẹn sẽ giúp giảm thiểu hay thậm chí là loại bỏ hoàn toàn các loại khí thải độc hại gây hiệu ứng nhà kính có trong không khí.
Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tiến hành ngâm bã cà phê đã qua sử dụng (loại cà phê được dùng là cà phê Columbia rang sẫm và nghiền mịn) trong dung dịch kali hydroxit. Sau đó, họ đun nóng hỗn hợp trên đến nhiệt độ 650C và khuấy đều hỗn hợp trong vòng 24 giờ. Tiếp đến, hỗn hợp thu được được sấy khô trong lò ở nhiệt độ 1000C trước khi được chuyển sang lò khí argon mà ở đó, hỗn hợp được nung nóng lên đến mức nhiệt từ 700-9000C nhằm mục đích kích hoạt các đặc tính hấp thụ các bon.
Kết quả là nhóm nghiên cứu thu được một loại vật liệu hoạt động ổn định và đặc biệt là có khả năng thu giữ khí các bon trong thời gian thử nghiệm chưa đến một ngày - nhanh hơn nhiều so với khả năng thu giữ các bon của các loại vật liệu khác.
“Điều quan trọng là với loại vật liệu mới, chúng tôi đã tiết kiệm đáng kể thời gian và công sức trong việc chế tạo, sản xuất cũng như chi phí đầu tư”, Christian Kemp, một nhà nghiên cứu trước thuộc UNIST và hiện nay đang công tác tại Đại học KH&CN Pohang cho biết. “Trên thực tế, vật liệu phế thải có thể dễ dàng tìm kiếm ở bất kỳ đâu, hơn nhiều so với các kim loại và hóa chất hữu cơ đắt tiền cần thiết trong các quá trình khác”.
Theo các nhà nghiên cứu, khả năng hấp thụ của bã cà phê sau khi hoạt hóa rất tốt, nó cho thấy khả năng hấp thụ khí cực kỳ hiệu quả dưới áp suất. Nhóm chuyên gia cho biết, hiện họ chưa nghiên cứu kỹ về một lượng lớn micropore và diện tích bề mặt trong chất hấp thụ không kết tinh này cũng như ảnh hưởng của nó đến khả năng hấp thụ khí, tuy nhiên, sự hình thành kali hydroxit có thể là yếu tố đóng vai trò chính trong việc hoạt hóa thành công bã cà phê thành chất hấp thụ các bon.
“Việc bổ sung Natri Hidroxit để hình thành nên than hoạt tính làm gia tăng khả năng hấp thụ các khí”, Kemp cho biết. “Với kỹ thuật mới, chúng ta đã rút ngắn được một bước trong quá trình kích hoạt thông thường gồm các thao tác lọc và rửa do cà phê là vật liệu thấm hút hiệu quả”.
Bên cạnh đó, nguyên liệu mới này cũng có ưu điểm khác là hấp thụ và lưu giữ methane từ không khí. Sau khi đã hấp thụ đầy đủ khí, nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu với nhiều đặc tính đốt cháy và làm sạch hiệu quả hơn nhiều so với các loại nhiên liệu hóa thạch khác.
Nhóm nghiên cứu cũng khẳng định khả năng lưu giữ hydro của nguyên liệu mới ở nhiệt độ đông lạnh (-150 đến 00C), do vậy, mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu là phát triển khả năng lưu giữ hydro trong bã cà phê được hoạt hóa ở nhiệt độ cao hơn nhằm nâng cao hiểu quả ứng dụng của sản phẩm trong thực tế.
Báo cáo kết quả nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nanotechnology.
Nguồn: Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam