Nový superelektrolyt vytvorí bezpečnejšie a rýchlejšie batérie
Tento objav môže zmeniť batérie v elektroautách aj skladovanie elektriny.
Palivo z kávových usadenín? Vznikne za 90 sekúnd
Kávový priemysel produkuje každý rok milióny ton odpadu, ktorý väčšinou skončí na skládkach. Kórejskí vedci vymysleli, čo s ním urobiť.
Každá šálka kávy zanecháva usadeniny a väčšina z nich putuje do koša. Globálne to predstavuje odhadom 15 miliónov ton kávových usadenín ročne. Je to mokrý, ťažko kompostovateľný odpad, ktorý na skládkach produkuje metán.
Kompostovanie ho síce zhodnocuje, ale vyžaduje si to čas a priestor. Energetické využitie je zasa komplikované tým, že usadeniny obsahujú príliš veľa vody.
Výskumníci z kórejského Inštitútu geovedy a nerastných zdrojov teraz navrhli riešenie, ktoré tento problém obracia naruby. Práve tá vlhkosť, ktorá bola doteraz prekážkou, sa v ich procese stáva výhodou.
Plazma namiesto sušenia
Väčšina technológií na premenu biomasy na palivo vyžaduje vysušenie suroviny. To je však energeticky aj finančne nákladný krok. Tím pod vedením Dr. Taejuna Parka ho úplne vynechal.
Vyvinul systém nazvaný „plameňovo-plazmová pyrolýza“. Zariadenie spaľuje skvapalnený propán-bután spolu so stlačeným vzduchom a vytvára plazmové plamene s teplotou 800 až 900 °C.
Do týchto plameňov sa privádzajú mokré kávové usadeniny priamo, teda bez akejkoľvek predchádzajúcej úpravy.
Vlhkosť v usadeninách sa pri takomto teplotnom náraze okamžite mení na paru. Tlak, ktorý para vytvára vo vnútri jednotlivých čiastočiek biomasy, spôsobuje mikroskopické výbuchy. Vedci tento jav pomenovali „efekt popcornu“.
Tieto miniatúrne trhliny rozrušia štruktúru biomasy, urýchlia karbonizáciu a vytvoria vysoko pórový produkt.
Celý proces od vloženia suroviny po hotové biouhlie trvá za optimálnych podmienok len 90 sekúnd.
Biouhlie porovnateľné s antracitom
Hotový produkt je biouhlie, ktoré dosahuje výhrevnosť 29,0 MJ/kg. To je až o 33 % viac než u neupravených kávových usadenín a je to porovnateľné s antracitom, jednou z najkvalitnejších foriem čierneho uhlia.
Obsah pevného uhlíka sa počas procesu takmer strojnásobil – z 15,6 % sa zvýšil na 46,2 %. Pri procese sa zároveň úplne eliminovali zlúčeniny síry, čím sa predchádza emisiám oxidu siričitého pri spaľovaní.
Výrazne sa zmenila aj vnútorná štruktúra materiálu: špecifický povrch biouhlia dramaticky vzrástol, čím vznikol vysoko pórový produkt.
To otvára možnosti využitia látky nielen ako paliva, ale aj ako aktivovaného uhlia pre priemyselné filtre alebo adsorpčné systémy na zachytávanie znečisťujúcich látok.
Mohlo by vás zaujímať
Táto batéria premieňa skleníkové plyny na elektrinu
Rýchlejšie než konkurencia
Rýchlosť je jedna z kľúčových predností tejto technológie. Hydrotermálna karbonizácia je iná metóda premeny mokrej biomasy, ale tá trvá 1 až 6 hodín.
Torrefakcia je tepelná úprava biomasy pri nižších teplotách, ale aj tá si vyžaduje minimálne 30 minút. Plameňovo-plazmová pyrolýza dokončí celý proces za minútu a pol.
Systém zároveň nevyžaduje externú elektrickú energiu na generovanie plazmy. Využíva totiž teplo zo spaľovania, čo znižuje celkovú energetickú náročnosť procesu.
Mohlo by vás zaujímať
Umelá inteligencia navrhla vakcínu: Chrániť má pred vírusmi, ktoré ešte neexistujú
Za rámec kávy
Hoci sa štúdia sústredila na kávové usadeniny, vedci veria, že rovnaká metóda by mohla spracovávať aj iné vlhké odpady – potravinový odpad, čistiarenský kal alebo poľnohospodárske zvyšky.
„Namiesto toho, aby sme organický odpad museli nevyhnutne zlikvidovať, môžeme ho vnímať ako zdroj energie a cenných uhlíkových materiálov,“ uviedol Park.
Vedci teraz plánujú rozšíriť svoje experimenty na ďalšie typy surovín a pokračovať v optimalizácii procesu pre komerčné nasadenie.
Škálovanie na priemyselnú úroveň zostáva najbližšou výzvou, ale technológia, ktorá dokáže z kávy vyrobiť palivo za menej ako dve minúty, má zjavne čo ponúknuť.
Text: Zázračná planéta
Foto: Shutterstock
1/1
