بقايا القهوة عازل حراري قد تبدو بقايا القهوة مجرد نفايات لا قيمة لها، تُلقى في سلة المهملات بعد الاستمتاع بفنجان من القهوة. لكن فريقاً من الباحثين في جامعة جيونبوك الوطنية بكوريا الجنوبية قد اكتشفوا أن هذه البقايا يمكن أن تكون مادة خام رخيصة ومتجددة، يمكن تحويلها إلى عازل حراري يضاهي أداء بعض المواد التجارية المستخدمة في البناء.
بقايا القهوة عازل حراري
وفقاً لتصريحات الجامعة، يتم التخلص من أكثر من 8 ملايين طن من تفل القهوة سنوياً، مما يشكل تحدياً بيئياً كبيراً. لذا، فإن استخدام هذه المخلفات في تصنيع عازل حراري يعد حلاً مبتكراً يحقق فوائد بيئية واقتصادية.
تحويل تفل القهوة إلى عازل حراري
الدراسة، التي نُشرت في دورية “بيوتشار” (Biochar)، تقترح طريقة مبتكرة لتحويل تفل القهوة المستهلك إلى مادة مركبة قابلة للتحلل. هذه المادة تجمع بين الفحم الحيوي المسامي الناتج من القهوة وبوليمر طبيعي يُعرف بإيثيل السليلوز.
النتيجة كانت مادة ذات عزل حراري بمعدل موصلية حرارية يبلغ نحو 0.04 واط لكل متر لكل كلفن، وهي قيمة قريبة من أداء البوليسترين الممدد المستخدم تجارياً في العزل.
آلية العمل: كيف يتم ذلك؟ — القهوة
العزل الحراري الجيد يعتمد على وجود مسام دقيقة تحبس الهواء داخل المادة. لكن تفل القهوة الخام لا يمتلك المسامية الكافية ليكون عازلاً ممتازاً مباشرة. لذا، لجأ الباحثون إلى خطوة حاسمة تُعرف بـ”الكربنة”، حيث تم تجفيف بقايا القهوة عند 80 درجة مئوية لمدة أسبوع، ثم تم معالجتها حرارياً عند درجات تصل إلى 900 درجة مئوية لإنتاج فحم حيوي غني بالكربون وأكثر مسامية.
عند خلط الفحم الحيوي مع البوليمر، قد تتداخل المادة البوليمرية مع المسام وتسدها، مما يؤدي إلى فقدان القدرة على حبس الهواء. لذا، استخدم الباحثون ما أطلقوا عليه “استراتيجية استعادة المسام”، حيث تمت معالجة الفحم الحيوي بمذيبات صديقة مثل الماء والإيثانول والبروبيلين غليكول قبل خلطه بإيثيل السليلوز.
التحديات المستقبلية — عزل حراري
على الرغم من النتائج الواعدة، لا تعني هذه الاكتشافات أن تفل القهوة سيغزو سوق البناء في القريب العاجل. فالدراسة لا تزال في مرحلة المختبر، وتحتاج المادة إلى اختبارات إضافية قبل التفكير في استخدامها تجارياً. من بين هذه الاختبارات مقاومة الحريق، وتحمل الرطوبة، والثبات الميكانيكي، والعمر التشغيلي، بالإضافة إلى تكلفة التجميع والمعالجة وسلامة الأداء في بيئات حقيقية متغيرة.
علاوة على ذلك، يتطلب تحويل ملايين الأطنان من المخلفات إلى منتجات صناعية سلسلة إمداد منظمة لجمع تفل القهوة وفرزه وتجفيفه ومعالجته. هذه الخطوات ضرورية لضمان نجاح الفكرة وتحقيق فوائدها البيئية والاقتصادية.
في الختام، يمثل هذا البحث خطوة مهمة نحو استغلال المخلفات بشكل مبتكر، مما يفتح آفاقاً جديدة في مجال البناء والعزل الحراري، ويعزز من جهود الاستدامة البيئية.
المصدر: aljazeera.net
المزيد في أخبار اليوم — إكسبريس نيوز • القهوة • عزل حراري • استدامة • ابتكار