Dùng bã cà phê để “xanh hóa” bê tông

Các nhà nghiên cứu Úc đang biến bã cà phê trở thành bê tông theo hướng xanh hơn, nhờ đó thói quen thưởng thức món cà phê mỗi sáng có thể trở thành hành động giúp đỡ hành tinh chúng ta.

Nếu buổi sáng của bạn không thể thiếu cà phê, bạn là một phần đáng kể của thế giới khởi động ngày mới bằng thức uống đắng này. Trên toàn cầu, con người uống hơn 2 tỷ tách cà phê/ngày, dẫn đến 60 triệu tấn bã cà phê mỗi năm. Lâu nay, chỉ một phần nhỏ của bã cà phê được tái sử dụng, chủ yếu là làm phân bón, với phần lớn bị đốt hoặc đưa vào bãi rác. Tại các bãi rác, như các hợp chất hữu cơ khác, bã cà phê phân hủy và giải phóng khí methane, một loại khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh gấp 25 lần so với CO₂ về khía cạnh giữ nhiệt. Sau quá trình nghiên cứu, đội ngũ Đại học RMIT (Úc) phát hiện sử dụng bã cà phê làm vật liệu bổ sung vào quy trình làm bê tông, cho phép bê tông tăng cường độ chắc chắn, bền vững hơn, và từ đó có tiềm năng giảm khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu.

Sự lợi hại của biochar

Bê tông được làm từ 4 nguyên liệu chính: nước, đá vụn, cát và xi măng. Đây là vật liệu xây dựng phổ biến nhất toàn cầu, và hiện con người sử dụng đến 30 tỷ tấn bê tông/năm, gấp 3 lần so với 40 năm trước. Theo tính toán của Liên Hiệp Quốc, quá trình sản xuất bê tông là một trong những nguyên nhân chính tạo nên khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Quá trình này góp khoảng 7% trong tổng số khí thải trên toàn cầu, Reuters đưa tin.

Các nhà nghiên cứu của Đại học RMIT đã đốt nóng bã cà phê mà không cần đến khí ôxy, theo một quy trình gọi là nhiệt phân, để tạo ra hợp chất biochar có thể thay thế đến 15% số cát dùng để trộn bê tông. Việc đưa biochar vào bể trộn bê tông giúp vật liệu chắc chắn hơn thêm 30% và giảm lượng xi măng sử dụng đến 10%, theo trưởng nhóm nghiên cứu Rajeev Roychand. Ông Roychand cho biết, cách tiếp cận mới mẻ mang đến nhiều lợi thế mà lại thân thiện với môi trường hơn.

Báo cáo năm 2022 của Liên Hiệp Quốc ước tính mỗi năm lại có khoảng 50 tỷ tấn cát được khai thác, chủ yếu sử dụng làm bê tông. Quá trình khai thác cát thường hủy hoại môi trường, trong khi nguồn cát đang ngày càng thiếu hụt hơn; còn sản xuất xi măng chiếm phần lớn số lượng khí phát thải trong quá trình làm bê tông, do quy trình bao gồm khâu đun nóng hỗn hợp đá vôi và đất sét ở nhiệt độ khoảng 1.500 độ C.

Tiềm năng ứng dụng

Đầu tháng 5, Hội đồng hạt Macedon Ranges gần Melbourne đã dùng bê tông cà phê để làm đường đi bộ. Đội ngũ chuyên gia của Đại học RMIT đang trao đổi với một số công ty xây dựng và nhà sản xuất bê tông, với chuỗi cà phê Starbucks để lấy bã cà phê. Bước kế tiếp là hình thành công ty tạo ra biochar. Công ty cơ sở hạ tầng Bild Group của Úc cũng chia sẻ kế hoạch thử nghiệm dùng bê tông cà phê và hy vọng triển khai loại bê tông mới cho các dự án trải đường quy mô lớn. Bên cạnh đó, Tập đoàn xây dựng Arup đã ủng hộ nỗ lực nghiên cứu về loại vật liệu này.

Mỗi năm, hàng triệu tấn bã cà phê được thải ra trên toàn cầu, và chỉ tính riêng Úc, nước tạo ra khoảng 75.000 tấn bã cà phê, vật liệu biochar xuất phát từ nguồn này có thể thay thế đến 655.000 tấn cát dùng cho bê tông. Nếu tính bình diện cả thế giới, biochar từ bã cà phê có thể thay thế đến 90 triệu tấn cát trong bê tông. Nhà nghiên cứu Roychand nói, thực phẩm thừa chiếm khoảng 3% số lượng khí phát thải ở Úc, dựa trên số liệu do chính phủ cung cấp, và đa số lượng thực phẩm thừa này đều có thể làm biochar. “Chúng tôi dự đoán khoảng 60-70% số lượng rác hữu cơ có thể chuyển từ các bãi rác sang ứng dụng trong sản xuất bê tông”, ông nhận định.

Ngoài Đại học RMIT, các đại học khác trên thế giới cũng đang nghiên cứu tiềm năng của biochar và công nghệ sinh học trong chế tạo bê tông. Tuy nhiên, RMIT là bên đầu tiên sử dụng bã cà phê theo cách này.

BẠCH LINH