Vědci z australské univerzity RMIT přišli s nápadem, který by mohl zásadně změnit jak stavebnictví, tak přístup lidstva k nakládání s odpady. Zjistili totiž, že použitá kávová sedlina – běžně považovaná za bezcenný odpad – se dá přeměnit na materiál, který dokáže zvýšit pevnost betonu až o 30 procent. Každý rok vyprodukuje svět přibližně deset miliard kilogramů kávového odpadu, z něhož drtivá většina končí na skládkách. Tam se rozkládá a uvolňuje metan i oxid uhličitý, dva významné skleníkové plyny, které urychlují klimatickou změnu.

Káva místo písku

Beton je nejpoužívanějším stavebním materiálem na světě, ale jeho výroba je zároveň jedním z největších zdrojů emisí oxidu uhličitého. Pro jeho výrobu je nutné těžit obrovské množství písku a kameniva, přičemž písek se stává stále vzácnější komoditou. Říční koryta a břehy po celém světě jsou kvůli nadměrné těžbě devastovány a ekosystémy ztrácejí svou přirozenou rovnováhu. Tým z RMIT proto hledal způsob, jak tento problém zmírnit a zároveň využít odpad, který by jinak přispěl k dalšímu znečištění.

Výsledkem jejich výzkumu je směs, která využívá přeměněnou kávovou sedlinu místo části přírodního písku. Tím se jednak snižuje tlak na těžbu surovin, jednak se organický odpad přetváří v užitečný stavební materiál. Nový beton je nejen ekologičtější, ale překvapivě i pevnější než ten tradiční. Kávovou sedlinu však nelze do betonu přidávat přímo. Obsahuje chemické látky, které by mohly narušit strukturu cementu a snížit jeho pevnost. Vědci proto použili proces zvaný pyrolýza – tedy zahřívání materiálu v prostředí s omezeným přístupem kyslíku. Při teplotě kolem 350 °C se organické molekuly kávové sedliny rozkládají a vzniká porézní, na uhlík bohatý materiál podobný dřevěnému uhlí, kterému se říká biochar. Ten se dokáže pevně vázat s cementovou matricí, čímž zvyšuje pevnost a soudržnost výsledného betonu.

zdroj: Profimedia.cz

Tým experimentoval i s vyšší teplotou, konkrétně 500 °C, ale zjistil, že takto vzniklý biochar už ztrácí požadované vlastnosti a není tak pevný. Klíčem k úspěchu se tedy ukázala být nižší teplota, která zároveň vyžaduje méně energie, což činí celý proces ještě udržitelnějším.

Trvanlivost, odolnost a budoucnost výzkumu

Výzkum se nyní posouvá do další fáze, která se zaměřuje na dlouhodobou odolnost tohoto materiálu. Beton musí v reálných podmínkách odolávat mnoha vlivům – střídání mrazu a tání, dlouhodobé vlhkosti, erozi, mechanickému opotřebení i extrémním teplotám. Tým proto testuje, jak se hybridní směs z kávy a cementu chová při různých zátěžových situacích a zda dokáže obstát i po letech používání.

Vědci z RMIT navíc rozšiřují svůj výzkum i na další organické odpady. Zkoumají například možnosti využití dřevěných odřezků, zbytků potravin nebo zemědělského materiálu. Všechny tyto odpady mají potenciál stát se cenným zdrojem biocharu, který by mohl nahradit část tradičních surovin ve stavebnictví.

Podle výzkumníků má tato technologie obrovský potenciál změnit způsob, jakým přemýšlíme o stavebních materiálech. Nabízí cestu k oběhovému hospodářství, v němž se odpady nestávají problémem, ale zdrojem. Pokud by se podařilo využít byť jen zlomek z deseti miliard kilogramů kávové sedliny, které ročně končí na skládkách, znamenalo by to nejen výrazné snížení emisí, ale i úsporu přírodních zdrojů. Jak říkají sami autoři výzkumu, jejich práce je teprve na začátku, ale výsledky dávají důvod k optimismu. Směs betonu s kávovým biocharem může být jedním z kroků směrem k udržitelnějšímu stavebnictví a menší ekologické stopě lidstva.

Jedním z členů týmu je inženýr, který se při své práci inspiruje filozofií původních obyvatel Austrálie. Podle něj je klíčové pečovat o Zemi, zajistit udržitelný životní cyklus všech materiálů a minimalizovat to, co končí na skládkách. Tento přístup spojuje moderní vědu s respektem k přírodě – a ukazuje, že i obyčejný šálek kávy může mít překvapivě pevný dopad na budoucnost celé planety.