Przemysł rolniczy starając się dotrzymać kroku rosnącej oraz bogacące się populacji świata produkuje coraz więcej żywności. Problem, że robi to jak najniższym kosztem, czego jednym ze skutków jest marnowanie, aż jednej trzeciej żywności wytworzonej każdego roku. Efektem jest niszczenia środowiska, emisja gazów cieplarnianych oraz zużywanie zasobów, którymi dysponujemy. Aby rozwiązać ten problem naukowcy z James Cook University postanowili znaleźć najbardziej efektywny sposób na użycie powstającej z odpadów rolniczych biomasy. Postawili na popularne rozwiązanie – przerobienia biomasy na biowęgiel. Ale zrobili to w taki sposób, że otrzymali substancję o ujemnym poziomie emisji CO2, mającej szerokie zastosowanie w zakresie monitorowaniu powietrza, kontroli jakości żywności czy diagnostyce medycznej.
Najbardziej powszechnym sposobem wykorzystania biomasy jest jej spalanie. Jednocześnie jest to najmniej opłacalny sposób zamiany energii chemicznej w energię użytkową oraz najbardziej niekorzystny z punktu widzenia środowiska. Otrzymane w ten sposób paliwo jest mało kaloryczne, a transport, magazynowanie, przetwarzanie i spalanie odpadów rolniczych generuje dużo CO2, przy niskich korzyściach energetycznych. Dużo bardziej efektywnym, rozwiązaniem jest przerabianie biomasy na biowęgiel. Jest ono ekonomicznie i ekologicznie bardziej opłacalne. Wynika to z dużych możliwości zastosowania otrzymanego w ten sposób biokarbonizatu. Dzięki jego właściwościom absorpcyjnym (pochłaniania) można go wykorzystywać do oczyszczania gleby. Zastosowanie biowęgla poprawia jakość takiej gleby. Jako jedne z pierwszych przekonały się o tym pierwsze cywilizacje rolnicze zamieszkujące dorzecza Amazonki, które biowęgiel w warunkach polowych produkowały od zarania swoich dziejów. Prekolumbijskie plemiona indian wykorzystywały go do zwiększania plonów z uprawianych czarnoziemów terra preta znajdujących się na terenach dzisiejszej Brazylii. Późniejsze badania pokazały, że korzyści biowęgla nie ograniczają się do samej gleby, na jego użyciu korzysta również środowisko, bo nawożona nim gleba emituje mniej metanu i podtlenku azotu.
Aktywny biokarbonizat pozwala nie tylko zmniejszać ilość odpadów generowanych przez rolnictwo, ale również przyczynia się do zmniejszenia ilości marnowanej żywności w przemyśle spożywczym. To jest możliwe mi.in dzięki jego właściwościom wchłaniania wilgoci, co zmniejsza ryzyko pleśni. Można przedłużyć okres trwałości wielu produktów spożywczych, poprzez dodanie biowęgla do materiału opakowaniowego. Właściwości biokarbonizatu wykorzystuje również sektor farmaceutyczny. Substancja może służyć jako nośnik leków, antidotum na zatrucia toksycznymi związkami oraz w diagnostyce jako znacznik obrazowania. Dzięki temu można w nieinwazyjny sposób wykrywać uszkodzone komórki albo toksyny znajdujące się w organizmie. Stosunkowo nowym obszarem związanym z wykorzystaniem biowęgla są ogniwa paliwowe i superkondensatory. Niedawno naukowcy z Sharda University zaprezentowali możliwości w tym obszarze.
W jeszcze szersze zastosowanie w diagnostyce celują Naukowcy z James Cook University pracując nad przerobem biomasy za cel postawili sobie stworzenie wysokowydajnego biowegla, tak by cały proces stal się jeszcze bardziej ekonomiczny i stanowił atrakcyjniejszą alternatywę niż spalenie. Wykorzystując obróbkę pirolityczną wspomaganą mikrofalami przetworzyli biomasę pochodzącej ze skórek owoców na czujnik elektrochemiczny oparty na biowęgielu.
Jego przewagą są świetne parametry, którymi otrzymany czujnik się charakteryzuje. Jest to wysoka selektywność, powtarzalność stabilność (RSD=2,6%) oraz doskonała czułość (z granicą wykrywalności azotynów wynoszącą 0,97 µmol L-1). Jak napisali w komentarzu badacze, wydajność ich czujnika może być lepsza od istniejących czujników elektrochemicznych opisanych dotychczas w literaturze. Ich innowacyjna technologia pokazuje jaki potencjał ma przekształcania odpadów rolniczych w cenne zasoby dla zrównoważenia środowiskowego i gospodarczego. Nowej jakości biowęgiel może znaleźć zastosowanie w kontroli jakości żywności oraz diagnostyce medycznej, oferując nowe możliwości wykrywania chorób cywilizacyjnych, przez lekarzy a nawet samych pacjentów.
Jeszcze nie dodano komentarza!