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【力美新材料】別倒掉你的咖啡渣:用它做超級電容

作者: 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2018.06.05
信息摘要:
全世界每年生產(chǎn)超過900萬噸咖啡豆,而一旦沖泡后,一大坨垃圾就被制造出來,絕大多數(shù)被填埋了事。不過,最新的研究表明,咖啡渣可是優(yōu)質(zhì)燃料,倒掉…


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全世界每年生產(chǎn)超過900萬噸咖啡豆,而一旦沖泡后,一大坨垃圾就被制造出來,絕大多數(shù)被填埋了事。

不過,最新的研究表明,咖啡渣可是優(yōu)質(zhì)燃料,倒掉實在是太浪費了。

韓國的研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種利用廢棄咖啡渣充當更為字面意義上的燃料的方法,在《納米技術(shù)》上的一項研究中,他們報告了使用咖啡廢棄物產(chǎn)生一種充滿微小毛孔增加表面積的碳材料,也就是“活性炭”。這種新材料能夠吸收儲存甲烷和氫氣,兩者都可以用作燃料。

雖然用這種廉價材料來儲存這些燃料的能力是使這一技術(shù)更可行的一大進步,它同時也具有環(huán)境優(yōu)勢:甲烷是一種有害的溫室氣體。

這絕不是廢棄咖啡渣的唯一用途。作為一種相對純凈又實質(zhì)上免費的廢棄物流,科學家、工程師和企業(yè)家們已經(jīng)研究了各種方法來利用它。

燃燒咖啡用作低成本燃料

幾年來,雀巢一直在使用來自他家速溶咖啡生產(chǎn)的廢棄咖啡渣作為熱力燃料。它目前在全球超過20家工廠里使用咖啡來煮他家生產(chǎn)的食品,每年置換超過80萬噸否則就要去填埋的咖啡渣。

在一項更具體的努力中,總部位于倫敦的Bio-beans(生化-豆)公司正試圖把本地速溶咖啡生產(chǎn)商的廢棄物(僅倫敦和東南英格蘭就有近20萬噸)變成用于發(fā)電的生物質(zhì)顆粒,也能用時髦的生物質(zhì)燃燒器給住宅供暖。這些豆子燃燒更潔凈,且包含能量比傳統(tǒng)木質(zhì)顆粒多50%。然而和雀巢不同,Bio-bean首先把油從咖啡中去除,這把我們帶進下一點:

把咖啡變成液體燃料

咖啡豆與大多數(shù)植物種子一樣含有大量的油,可以被榨取或化學萃取,然后它可以被轉(zhuǎn)換成生物柴油,具有與常規(guī)柴油類似的性質(zhì)。

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該燃料可用于標準柴油發(fā)動機。Paul Joseph, CC BY

咖啡衍生生物柴油并不受咖啡種植地、咖啡豆類型或咖啡如何沖泡所影響,這是一個很大優(yōu)勢,它意味著咖啡衍生燃料燃燒時會提供可預(yù)測和一致的能量值。

咖啡渣也可以發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,或施加極端溫度壓力來創(chuàng)造類似原油的生物油,然而,這兩個過程都很昂貴。生物柴油似乎是唯一在更大尺度上可行的燃料,因此Bio-beans正竭力爭取將其商業(yè)化。

充滿有價值的化學物質(zhì)

咖啡含有大量化學物質(zhì),分離純化后可以用作非常特殊的用途,例如能略微降低血壓的食品添加劑綠原酸;有助于預(yù)防和治療糖尿病及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的胡蘆巴堿;用于制造生物塑料的聚羥基脂肪酸酯;以及廣泛的抗氧化劑,能用于醫(yī)療或者添加到燃料和潤滑油中延長其壽命。

咖啡堆肥?

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這個夏威夷咖啡農(nóng)場有正確想法。Scot Nelson, CC BY-SA

咖啡渣富含植物生長重要營養(yǎng)元素氮,一些咖啡店知道這一點,他們會把用過的咖啡送給要的客戶。這減少他們的廢棄物,并能變成有機果蔬,有什么咖啡師會說不呢?

吸收重金屬

咖啡渣甚至能有效吸收有害的重金屬,如鉻、銅、鎳或鉛,它們經(jīng)常從化學工廠泄露并造成重大損失。在特定實驗室條件下,已有報道廢棄咖啡可以從溶液中除去91%重金屬離子——潛在環(huán)境效益的一個很好例子。

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有人手頭有咖啡渣嗎?加拿大波莉山銅礦去年發(fā)生大泄漏。Reuters

咖啡制造超級電容

最復雜的是,研究者們用咖啡制造超級電容器,能夠比傳統(tǒng)電池保持更多電量、維持更多充電周期,具有優(yōu)良電氣性能的超薄多孔碳納米薄片已經(jīng)被生產(chǎn)出來了。

無論是用在家里做花園堆肥,還是在實驗室里進行研究,甚至是在工業(yè)燃料生產(chǎn)中,廢棄咖啡顯然都有大量用途。有一件事情是肯定的,我們當然不應(yīng)該就把它丟了。

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