Корейцы научились превращать кофейную гущу в высококачественное твёрдое топливо за 90 секунд

Ежегодно в результате потребления кофе во всём мире образуется более 10 миллионов тонн отработанных кофейных отходов, большая часть которых в конечном итоге попадает на свалки или сжигается, что приводит к выбросам парниковых газов и загрязнению окружающей среды.

Кофейная гуща обладает реальным энергетическим потенциалом, но высокое содержание влаги в ней долгое время оставалось препятствием к извлечению энергии. Преобразование её в топливо или углеродные продукты обычно требует энергоёмкой предварительной сушки, что делает крупномасштабную утилизацию ресурсов экономически нецелесообразной.

Чтобы преодолеть эту проблему, команда Корейского института геонаук и минеральных ресурсов разработала технологию плазменного пиролиза с использованием пламенной плазмы (FPP) — процедура, при котором биомасса с содержанием влаги около 55% обрабатывается плазмой при атмосферном давлении.

Система генерирует плазменное пламя с температурой около 800–900 °C благодаря сгорания сжиженного нефтяного газа и сжатого воздуха. В противовес традиционных технологий пиролиза, данный процесс исключает необходимость в какой-либо предварительной сушке.

В процессе обработки тепловая энергия быстро испаряет влагу, заключённую внутри биомассы. Возникающее в результате повышение давления вызывает микроскопические взрывы, которые одновременно ускоряют карбонизацию и формируют высокопористые структуры. Вместо того чтобы выступать в качестве барьера, влага сама по себе становится агентом активации пара, ускоряющим реакции и улучшающим качество продукта.

В оптимизированных условиях исследователи достигли полного преобразования за 90 секунд с уменьшением массы на 83,3 процентов. Полученный биоуголь продемонстрировал теплотворную способность 29,0 МДж/кг, что примерно на 33% выше, чем у исходной кофейной гущи (21,8 МДж/кг), и сопоставимо с показателями антрацита. Дополнительно в биомассе увеличилось содержание фиксированного углерода, исчезли оксиды серы и увеличилась удельная поверхность.

Эти характеристики делают биоуголь пригодным не только в качестве возобновляемого твёрдого топлива, но и в качестве высокоценного углеродного материала для применения в экологических и промышленных целях.