Forscher verwandeln Kaffee- und Plastikabfälle in eine Lösung für den Klimaschutz
"Was mit einem Starbucks-Kaffeebecher und einer weggeworfenen Plastikwasserflasche beginnt, kann... zu einem mächtigen Werkzeug im Kampf gegen den Klimawandel werden"
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Forscher der Universität Sharjah haben eine bahnbrechende Technologie patentiert, mit der Kohlendioxid (CO₂) aus industriellen Prozessen abgeschieden werden kann, bevor es in die Atmosphäre freigesetzt wird. Das im März 2025 eingereichte und im August veröffentlichte Patent beschreibt ein neuartiges und sehr detailliertes Verfahren mit vielversprechendem Potenzial zur Verringerung von Umweltverschmutzung, industriellen Emissionen und anthropogenem CO₂.
Kaffeeabfälle von Starbucks in Dubai, VAE, werden mit PET-Kunststoffen pyrolysiert, um Aktivkohle für die CO₂-Abscheidung herzustellen.
Haif Aljomard
Bei diesem innovativen Ansatz wird eine Mischung aus Kaffeesatz, Polyethylenterephthalat (PET), einem häufig in Verpackungen verwendeten Kunststoff, und Kaliumhydroxid, einer stark alkalischen Chemikalie, verwendet. Zusammen bilden diese Komponenten ein wirksames Material für die CO₂-Adsorption.
Weltweit werden jährlich schätzungsweise 8 Millionen Tonnen Kaffeesatz weggeworfen, die zumeist auf Mülldeponien landen, wo sie Methan und andere Treibhausgase freisetzen. Durch die Wiederverwendung dieses Abfalls bindet das neue Verfahren nicht nur CO₂, sondern trägt auch zu einer nachhaltigen Abfallwirtschaft bei.
PET, ein Mitglied der Polyester-Familie, wird häufig für Verbraucherverpackungen verwendet, während Kaliumhydroxid in diesem Prozess als starkes Aktivierungsmittel dient und die Fähigkeit des Materials, Kohlenstoff zu binden, verbessert.
Dieses Patent stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung umweltfreundlicher Technologien zur Eindämmung des Klimawandels dar.
Dr. Haif Aljomard, leitender Erfinder der neu patentierten CO₂-Abscheidungstechnologie, sagte dazu: "Was mit einem Starbucks-Kaffeebecher und einer weggeworfenen Plastikwasserflasche beginnt, kann durch die Herstellung von Aktivkohle zu einem mächtigen Werkzeug im Kampf gegen den Klimawandel werden."
Dr. Aljomard erklärte, dass sich die Innovation auf die Herstellung von Aktivkohle durch die Co-Pyrolyse von verbrauchtem Kaffeesatz und Polyethylenterephthalat-Kunststoffabfällen konzentriert, wobei Kaliumhydroxid (KOH) als Aktivierungsmittel verwendet wird.
Das Verfahren arbeitet mit einer umweltfreundlichen Aktivierungstemperatur von 600 °C und bietet eine nachhaltige Lösung, die sowohl die Abfallverwertung als auch die Bekämpfung des Klimawandels unterstützt.
Sie betonte, dass das Patent wichtige Erkenntnisse über die Synthese von Aktivkohle aus Abfallmaterialien enthält und die Wirksamkeit der chemischen Aktivierung, die Bedeutung der Oberfläche und der Porenstruktur sowie den Ansatz der Abfallverwertung, der der Technologie zugrunde liegt, hervorhebt.
"Mit dieser Erfindung werden zwei reichlich vorhandene Abfallströme - Kaffee und Plastik - zu einem Hochleistungsadsorptionsmittel umgewandelt", so Dr. Aljomard. "Die resultierende Aktivkohle hat ein großes Potenzial für die Abscheidung von CO₂ aus Energiesystemen, die auf fossilen Brennstoffen basieren, und trägt so zur Verringerung der Luftverschmutzung bei."
Die Erfinder berichten, dass ihre Methode zu Aktivkohle mit hoher CO₂-Adsorptionskapazität führt, was sie für industrielle Anwendungen geeignet macht. Sie betonen auch die niedrigen Produktionskosten, die dank der Erschwinglichkeit und Verfügbarkeit der Rohstoffe möglich sind.
Miterfinder Professor Chaouki Ghenai, Spezialist für nachhaltige und erneuerbare Energien an der Universität von Sharjah, fügte hinzu: "Diese Erfindung veranschaulicht die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft, indem sie Abfallströme für eine doppelte Verwertung und ein Upcycling in wertvolle Produkte integriert."
"Die Umwandlung von verbrauchtem Kaffeesatz und Kunststoffabfällen in hochwertige Aktivkohle bietet wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile", sagte er. "Durch Karbonisierung und chemische Aktivierung können wir die Deponierung dieser Materialien vermeiden und die Umwelt vor ihren schädlichen Auswirkungen schützen."
Professor Chaouki Ghenai fasste die Bedeutung der neu patentierten Technologie zusammen und betonte ihr weitreichendes Potenzial in verschiedenen Industriesektoren. Er wies auf Anwendungen in der Wasser- und Luftaufbereitung, der Lebensmittelverarbeitung, der Chemietechnik und der Energietechnik hin und bezeichnete die Erfindung als vielseitige und nachhaltige Lösung.
Die Forscher sind zuversichtlich, dass das Patent, sobald es industriell eingesetzt wird, in der Lage sein wird, Verunreinigungen und Schadstoffe in zahlreichen Bereichen zu entfernen. Zu diesen Anwendungen gehört die Fähigkeit der Technologie, Verunreinigungen und Schadstoffe in einem breiten Spektrum von Wasseraufbereitungsprozessen wirksam zu entfernen.
Die Erfinder nannten eine Vielzahl von industriellen Verfahren, die von ihren Erfindungen profitieren können, z. B. Gasreinigung, Trinkwasserfiltration, Grundwassersanierung, Brauch- und Kesselspeisewasseraufbereitung sowie Schwimmbad-, Aquarien-, Abwasser- und Fäkalienaufbereitungssysteme.
Über die Wasser- und Luftreinigung hinaus erwarten die Erfinder bedeutende Anwendungen im Energiesektor, einschließlich Lösungsmittelrückgewinnung, Erdgasreinigung, Rauchgasreinigung in Müllverbrennungsanlagen, Abluftreinigung, Prozessgasreinigung, Schadstoffbeseitigung und Emissionskontrolle.
Zusammengenommen machen diese Fähigkeiten die Technologie zu einer vielseitigen Lösung für die Verringerung der Umweltbelastung in verschiedenen industriellen Bereichen.
Das Patent beschreibt Kohlendioxid (CO₂) als eines der wichtigsten Treibhausgase, die für die globale Erwärmung und den Klimawandel verantwortlich sind. Es warnt davor, dass steigende CO₂-Werte in der Atmosphäre sowohl für die Umwelt als auch für die menschliche Gesundheit ernsthafte Risiken darstellen.
"Es besteht ein dringender Bedarf an effektiven und nachhaltigen Technologien zur Abscheidung und Reduzierung von CO₂-Emissionen aus Quellen wie der Verbrennung fossiler Brennstoffe, industriellen Prozessen und der Stromerzeugung", heißt es in dem Dokument.
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