“จากขยะที่กินแล้วทิ้ง กลายเป็นตัวช่วยดักจับคาร์บอนชนิดใหม่
นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์เปลี่ยนเปลือกกุ้งให้เป็นนวัตกรรมใหม่ที่
‘ยิงปืนนัดเดียวได้นกสองตัว’ ทั้งการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและการจัดการขยะ”
เทคโนโลยีการเปลี่ยนขยะเป็นคาร์บอนแบบใหม่นี้ใช้ประโยชน์จากชิ้นส่วนกุ้งที่ถูกทิ้งเช่น เปลือก หัว และไส้ มาเข้ากระบวนการแปรรูปอย่างเข้มข้นแล้วเปลี่ยนให้เป็นตัวดักจับการ์บอน ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงในการจับคาร์บอนไดออกไซด์
“การศึกษาของเราเปลี่ยนขยะกุ้งให้เป็นผลิตภัณฑ์คาร์บอนประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะช่วยแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากขยะอาหารทะเล และสนับสนุนความพยายามระดับโลกในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” ดร. ไฮฟ์ อัล-โจมาร์ด (Haif Al-Jomard) หัวหน้านักวิจัย กล่าว
ขยะถูกทิ้งทุกวัน
ปัจจุบันโลกมีขยะจากอาหารเหลือทิ้งเป็นจำนวนมหาศาล โดยเฉพาะจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลที่ดำเนินการแปรรูปกุ้ง ล็อปเตอร์ ปู และปลา ซึ่งหลายส่วนของสัตว์เหล่านี้ต้องถูกคัดทิ้งโดยเฉพาะเปลือกที่ไม่มีใครต้องการ
โดยรวมแล้วถูกทิ้งประมาณ 8 ล้านตันต่อปี ยิ่งไปกว่านั้นขยะเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกทิ่ปล่อยให้ย่อยสลายเองตามธรรมชาติ ทว่าก็ยังก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากตั้งแต่กลิ่นที่ลอยไปกับอากาศ ก๊าซมีเทนที่เกิดขึ้น เพิ่มปริมาณสารอินทรีย์ที่ทำให้ออกซิเจนในน้ำลดลง
รวมถึงดึงดูดสัตว์ที่เป็นพาหะโรคอย่างแมลงวันและหนูเข้ามา แม้ชิ้นส่วนจากขยะเหล่านี้จะย่อยสลายเองได้ แต่ในระหว่างนั้นพวกมันก็สร้างปัญหาให้กับระบบนิเวศและชุมชนรอบข้างอย่างมาก ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยชาร์จาห์ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ จึงคิดวิธีใหม่เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้
“วิธีการนี้นำเสนอวิธีที่คุ้มค่าในการผลิตตัวดักจับคาร์บอน เปลี่ยนของเสียที่เป็นปัญหาให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูง มีศักยภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พร้อมกับสามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย” ศาสตราจารย์ชาอูกิ เกไน (Chaouki Ghenai) ผู้ร่วมเขียนและผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานหมุนเวียนและพลังงานยั่งยืน กล่าว
ทำได้อย่างไร?
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่เปลือกกุ้งและหัวกุ้งจากตลอดของเมืองชาร์จาห์ ซึ่งมีต้นกำเนิดจากประเทศโอมาน โดยก่อนนำไปเข้ากระบวนการ ทีมวิจัยได้ทำความสะอาดอย่างทั่วถึงและทำให้แห้งด้วยลมก่อน
ขั้นแรก ของเสียจากกุ้งจะผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (pyrolysis) ซึ่งเป็นกระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อนทางเคมีที่เกิดขึ้นในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน สารอินทรีย์จะถูกย่อยอย่างมีประสิทธิภาพให้กลายเป็นไบโอชาร์ (biochar วัสดุที่ได้จากการเผาชีวมวลคล้ายเนื้อถ่านที่มีโครงสร้างพรุน)
ต่อมาไบโอชาร์จะเข้าสู่กระบวนการกระตุ้นทางเคมีด้วยการใช้กรด ซึ่งจะทำความสะอาดวัสดุและสร้างหมู่ฟังก์ชันที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับก๊าซของไบโอชาร์ จากนั้นมันจะถูกบดด้วยลูกบอด ซึ่งเพิ่มเนื้อสัมผัสและกระจายคาร์บอนที่ถูกกระตุ้นให้เป็นอนุภาคที่ละเอียดยิ่งขึ้น
ในการทดสอบ วัสดุเหล่านี้สามารถทำงานได้ยอ่างยอดเยี่ยมตั้งแต่การฟอกอากาศและน้ำ กู้คืนคัวทำละลาย สกัดทองคำ และแม้แต่การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ ทำให้วัสดุนี้สามารถไปใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การผลิตไฟฟ้า ปูนซีเมนต์ ผลิตเหล็ก และปิโตรเคมี
นักวิจัยเน้นย้ำว่าวิธีนี้เป็นตัวอย่างที่สำคัญของเศรษฐกิจหมุนเวียน นั่นคือการลดขยะให้เหลือน้อยที่สุด ใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุด และเพิ่มมูลค่าจากผลพลอยได้ ด้วยการเปลี่ยนของเสียที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพและมีมูลค่าสูงขึ้น
“ผลการวิจัยของเรายืนยันแนวทางที่ปรับขนาดได้ และยั่งยืนสำหรับการเพิ่มมูลค่าของเสียจากกุ้ง” รายงานที่เผยแพร่บนวารสาร Nanoscale ระบุ “การจัดการขยะกุ้งด้วยความร้อน เคมี และกลไกร่วมกันช่วยเพิ่มทั้งคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุไบโอชาร์ขั้นสุดท้าย”
“ทำให้เป็นทางออกที่เหมาะสมสำหรับการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://interestingengineering.com
อ่านเพิ่มเติม : ไฟป่าลดลงแต่คนเดือดร้อนเพิ่ม 40%
รายงานชี้แอฟริกาคือศูนย์กลางความเสี่ยง
