Bilim İnsanları Kahve Telvesinin Artıkları İçin Şaşırtıcı Yeni Bir Kullanım Alanı Keşfetti

Jeonbuk National University (JBNU)’dan bir ekip, kahve atıklarını günümüzde binalarda kullanılan yalıtım malzemeleri kadar etkili bir malzemeye dönüştürdü.

Avantajı ise bu yeni malzemenin fosil yakıtlar yerine yenilenebilir kaynaklardan yapılması ve kullanım ömrü sona erdiğinde biyolojik olarak parçalanabilmesidir.

JBNU’da malzeme mühendisi olan Seong Yun Kim şöyle diyor:

“Dünya genelinde kahve atığı çok büyük miktarlarda üretiliyor, ancak çoğu ya çöplüklere gidiyor ya da yakılıyor. Çalışmamız, bu bol miktardaki atığın, ticari yalıtım ürünleri kadar iyi performans gösteren ama çok daha sürdürülebilir, yüksek değerli bir malzemeye dönüştürülebileceğini gösteriyor.”

Dünya genelinde her gün yaklaşık 2,25 milyar fincan kahve içiliyor ve bu da çok büyük miktarda kahve telvesi atığı anlamına geliyor. Bu atığın çoğu yakılıyor ya da toprağa gömülüyor; bu da çevre açısından oldukça zararlı.

Bunun yerine bilim insanları, eski kahve telvelerini değerlendirmek için giderek daha fazla yöntem geliştiriyor. Son çalışmalar, kahve telvesinin betona ve yol yapım malzemelerine eklenmesini, çevredeki herbisitleri temizlemede kullanılmasını ve hatta yeni ilaç bileşiklerinin elde edilmesini araştırıyor.

Yeni çalışmada JBNU ekibi, kahve telvelerinin ısı yalıtım malzemesi olarak ne kadar iyi performans gösterdiğini inceledi.

Öncelikle kullanılmış kahve telveleri, bir hafta boyunca 80°C’de fırında kurutuldu. Daha sonra çok daha yüksek sıcaklıklarda işlenerek “biyokömür (biochar)” adı verilen karbon açısından zengin bir madde elde edildi.

Ardından bu biyokömür, su, etanol ve propilen glikol gibi çevre dostu çözücülerle işlemden geçirildi ve etil selüloz adı verilen doğal bir polimerle karıştırıldı. Son olarak bu toz karışım sıkıştırılıp ısıtılarak kompozit bir malzemeye dönüştürüldü.

Polimer, biyokömürü stabilize ederken çözücüler polimerin malzemenin gözeneklerini tıkamasını önler. Bu gözenekler çok önemlidir çünkü havayı hapsederler ve hava ısıya karşı çok etkili bir yalıtıcıdır.

Bir malzemenin ısı iletkenliği, metre başına Kelvin başına watt cinsinden ifade edilir. Bu değer, belirli bir kalınlıktaki malzemeden, iki taraf arasındaki sıcaklık farkına bağlı olarak ne kadar ısının geçeceğini gösterir.

Genellikle 0,07 W/mK’nin altındaki malzemeler yalıtkan kabul edilir. JBNU ekibinin kahve bazlı kompozitinin en iyi versiyonu ise yalnızca 0,04 W/mK değerine ulaşmıştır.

Laboratuvar testlerinde araştırmacılar, farklı yalıtım malzemelerini (kahve bazlı olan dahil) bir güneş panelinin altına yerleştirip, altındaki küçük bir odacıkta hava sıcaklığını ölçtü.

Bu küçük deney düzeneği, güneş panellerinden yayılan fazla ısının çatılardan içeri girmesini nasıl engellediğini simüle etti.

Yeni malzemenin kullanıldığı sistem, kullanılmayan sisteme göre sürekli daha serin kaldı.

Yeni malzemenin performansı, günümüzde en iyi ticari yalıtım malzemelerinden biri olan genleştirilmiş polistiren ile aynı seviyedeydi

Ancak fark şu ki, polistiren fosil yakıtlardan üretilen sentetik bir polimerdir ve üretimi ile bertarafı çevreye çok daha fazla zarar verir.

Biyolojik parçalanma testlerinde kahve bazlı malzeme sadece üç hafta içinde ağırlığının yüzde 10’undan fazlasını kaybetti. Buna karşılık polistiren aynı sürede neredeyse hiç değişmedi

Araştırmacılar, bu tür bir malzemenin özellikle binalarda yalıtım için kullanılabileceğini ve çatıdaki güneş panelleri çalışırken bile iç mekanın serin tutulmasına yardımcı olabileceğini belirtiyor.

Kim şöyle diyor:

“Bu yaklaşım yalnızca malzeme performansını artırmakla kalmıyor, aynı zamanda döngüsel ekonomiye de katkı sağlıyor. Atığı işlevsel bir ürüne dönüştürerek çevresel yükü azaltabilir ve sürdürülebilir malzemeler için yeni fırsatlar yaratabiliriz.”