Phát minh có thể thay đổi hoàn toàn ngành xây dựng: Dùng bã cà phê để trộn thêm, giúp bê tông cứng gấp nhiều lần, giảm phát thải CO2 đến hơn 20%

Trong một nỗ lực tái định nghĩa giá trị của rác thải hữu cơ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT) đã tìm ra cách biến bã cà phê, tưởng chỉ là thứ bỏ đi, thành một loại bê tông mới bền chắc hơn và thân thiện với môi trường hơn đáng kể so với bê tông truyền thống.

Nghiên cứu được dẫn đầu bởi 2 tiến sĩ kỹ thuật xây dựng Jingxuan Zhang và Mohammad Saberian. Họ cho biết Australia mỗi năm thải ra khoảng 83.000 tấn bã cà phê. Nếu không được xử lý, phần lớn lượng chất thải này sẽ bị chôn lấp, góp phần gia tăng ô nhiễm môi trường. Thay vì để lượng rác hữu cơ này lãng phí, nhóm nghiên cứu đã nung bã cà phê ở 350 độ C trong môi trường ít oxy để tạo ra biochar - một dạng vật liệu giàu carbon, ổn định và có cấu trúc tương tự than sinh học.

Biochar vốn được sử dụng trong nông nghiệp để cải thiện đất và giữ nước, nhưng phát hiện mới của RMIT cho thấy nó cũng có thể thay thế một phần cát trong sản xuất bê tông. Đât là giải pháp rất quan trọng trong bối cảnh nguồn cát tự nhiên ngày càng cạn kiệt. Giáo sư Chun-Qing Li cho biết việc sử dụng biochar ở tỷ lệ phù hợp giúp bê tông trở nên “xanh” hơn một cách rõ rệt.

Kết quả thử nghiệm ban đầu gây ấn tượng mạnh. Bê tông có bổ sung 15% biochar từ bã cà phê có độ bền nén cao hơn gần 30% so với bê tông thông thường. Đồng thời, phân tích vòng đời cho thấy lượng khí thải CO2 giảm đến 26%. Ngay cả khi thay thế chỉ 5% hoặc 10%, lượng khí CO2 cũng giảm tương ứng 15% và 23%. Nghiên cứu còn ghi nhận mức giảm lên tới 31% trong lượng nhiên liệu hóa thạch tiêu thụ và sự cải thiện đáng kể đối với hệ sinh thái sông hồ.

Để tạo ra biochar, nhóm nghiên cứu đã đốt nóng bã cà phê ở nhiệt độ cao, chuyển carbon trong nguyên liệu thành dạng ổn định nằm trong cấu trúc vật liệu mới. Khi biochar được trộn vào bê tông, lượng carbon này sẽ được “khóa chặt” trong hỗn hợp, góp phần giảm phát thải và tăng độ bền của vật liệu.

Theo tiến sĩ Saberian, phát minh này hoàn toàn phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn và mục tiêu phát thải ròng bằng 0 (net-zero) của Australia. Nhóm nghiên cứu đã bắt đầu trao đổi với các doanh nghiệp xây dựng, chính quyền địa phương và các tổ chức liên quan nhằm triển khai thí điểm công nghệ này trong thực tế. 

“Bước tiếp theo là mở rộng quy mô, tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn và đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng,” Saberian chia sẻ.