Tim sa Jeonbuk National University razvio je izolacioni kompozit od taloga kafe pretvaranjem u biochar i mešanjem sa etil celulozom i ekološkim rastvaračima. Najbolja varijanta postigla je toplotnu provodljivost od 0.04 W/m·K, uporedivu sa ekspanzovanim polistirenom. Materijal je biorazgradiv (>10% mase izgubljeno za 3 nedelje) i predstavlja potencijalno održivu alternativu za izolaciju zgrada.
Talog Kafe Kao Izolacija: Održivi Kompozit Sa Performansama Kao Polistiren
(matusgajdos17/500px/Getty Images)
Naučnici iz Južne Koreje razvili su održivi izolacioni kompozit napravljen od iskorišćenog taloga kafe. Tim sa Jeonbuk National University (JBNU) pokazao je da talog može da postane materijal sa izolacionim svojstvima uporedivim sa komercijalnim proizvodima poput ekspanzovanog polistirena, ali uz manji ekološki otisak.
In a lab experiment, researchers placed their new material (EC/SB700/PG-25) underneath a solar cell and measured the temperature. (Sung Jin Kim & Seong Yun Kim)
Kako je materijal napravljen
Istraživači su prvo osušili talog kafe na 80°C tokom nedelju dana, a zatim ga podvrgli pirolizi na višim temperaturama kako bi dobili ugljenično bogat biochar. Taj biochar je tretiran ekološki prihvatljivim rastvaračima — vodom, etanolom i propilen glikolom — i potom pomešan sa prirodnim polimerom etil celulozom. Prah dobijen ovom obradom je kompresovan i termički obrađen dok nije formiran čvrst kompozit.
Coffee is one of the most consumed drinks in the world. (Daniel Haug/Moment/Getty Images)
Zašto ovo funkcioniše
Polimer stabilizuje strukturu biochara, dok rastvarači sprečavaju da polimer zatvori pore u materijalu. Te pore zarobljavaju vazduh, a upravo vazduh značajno smanjuje prenos toplote. Rezultat je materijal sa niskom toplotnom provodljivošću — najefikasnija varijanta iz ovog istraživanja ostvarila je 0.04 W/m·K.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Laboratorijski testovi i poređenje
U kontrolisanim testovima istraživači su postavili različite izolacione materijale ispod solarne ćelije i merili temperaturu vazduha u komori ispod ploče. Kompozit na bazi kafe održavao je niže temperature u poređenju sa nekim neizolovanim uzorcima, a performanse su bile uporedive sa ekspanzovanim polistirenom (EPS).
Most coffee waste is simply discarded. (PamWalker68/iStock/Getty Images Plus)
Eko-aspekti i biorazgradivost
Za razliku od polistirena, koji je derivat fosilnih goriva i slabo se razlaže u okolini, kompozit od taloga kafe pokazao je biorazgradivost: izgubio je više od 10% mase posle tri nedelje u testovima degradacije. Autori ističu da materijal koristi obnovljive sirovine i može doprineti kružnoj ekonomiji pretvaranjem otpada u vredan proizvod.
„Talog kafe nastaje u ogromnim količinama širom sveta, ali većina završi na deponijama ili u spalionicama,“ kaže Seong Yun Kim, inženjer materijala na JBNU. „Naš rad pokazuje da se ovaj obilni otpad može pretvoriti u visokovredan, održiv izolacioni materijal.“
Moguće primene i dalje potrebe
Istraživači navode da bi materijal mogao najbolje da se koristi u termoizolaciji zgrada, posebno ispod solarnih panela na krovovima, gde može pomoći da se smanji prodiranje toplote u enterijer. Ipak, pre široke primene potrebni su dodatni testovi dugotrajne izdržljivosti, otpornosti na vlagu, zapaljivost i skalabilnost proizvodnje.
Studija je objavljena u časopisu Biochar.
Pomozite nam da budemo bolji.
