Đột phá ngành xây dựng: Tìm ra cách tái chế bã cà phê thành loại bê tông siêu bền, giảm phát thải CO2 lên đến 31%

Từ mục tiêu phát thải ròng bằng không của Australia đến những thử nghiệm thành công tại RMIT, bã cà phê đang được nâng tầm thành vật liệu xây dựng bền vững.

Tiến sĩ Mohammad Saberian cho biết nhóm nghiên cứu đang phối hợp với doanh nghiệp xây dựng, chính quyền địa phương và các tổ chức liên quan để triển khai thử nghiệm công nghệ này ngoài phòng thí nghiệm. Mục tiêu kế tiếp của nhóm là mở rộng quy mô sản xuất, tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn và bảo đảm vật liệu đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn xây dựng. Ông nhấn mạnh rằng công nghệ này phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn và mục tiêu phát thải ròng bằng không của Australia.

Phân tích vòng đời vật liệu cho thấy việc sử dụng biochar từ bã cà phê mang lại hiệu quả đáng kể. Khi thay thế 15% cát trong bê tông, độ bền nén tăng gần 30% so với bê tông truyền thống. Lượng khí CO₂ cũng giảm 26%. Ngay cả ở mức thay thế thấp hơn, hiệu quả vẫn rõ rệt với mức giảm 15% khi dùng 5% biochar và 23% khi dùng 10% biochar. Ngoài ra, nghiên cứu ghi nhận mức giảm 31% nhiên liệu hóa thạch tiêu thụ và sự cải thiện tích cực đối với hệ sinh thái sông hồ.

Kết quả này có được nhờ quá trình nung bã cà phê ở nhiệt độ cao, giúp chuyển carbon trong nguyên liệu sang dạng ổn định. Khi biochar được trộn vào bê tông, lượng carbon này bị giữ lại trong vật liệu, góp phần giảm phát thải và tăng độ bền.

Biochar vốn được sử dụng trong nông nghiệp để cải thiện đất và giữ nước. Tuy nhiên, phát hiện mới của các nhà khoa học tại RMIT cho thấy vật liệu này có thể thay thế một phần cát trong sản xuất bê tông. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nguồn cát tự nhiên trên toàn cầu đang sụt giảm. Giáo sư Chun Qing Li cho biết việc bổ sung biochar với tỷ lệ phù hợp có thể giúp vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường hơn.

Australia thải ra khoảng 83.000 tấn bã cà phê mỗi năm. Nếu không được xử lý, lượng rác hữu cơ này sẽ bị chôn lấp và gây ô nhiễm. Nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Jingxuan Zhang và tiến sĩ Mohammad Saberian dẫn đầu đã tìm cách biến nguồn thải này thành biochar bằng cách nung bã cà phê ở 350°C trong môi trường ít oxy. Kết quả thu được là một dạng vật liệu giàu carbon, ổn định và có giá trị ứng dụng cao.

Từ một loại rác tưởng chừng không còn giá trị, bã cà phê đang được nâng tầm thành vật liệu góp phần tăng độ bền bê tông và giảm phát thải CO₂. Đây là bước tiến mở ra hướng phát triển mới cho ngành xây dựng, phù hợp với mục tiêu bảo vệ môi trường và thúc đẩy phát triển bền vững.