Ученые в Австралии нашли способ переработать обугленную кофейную гущу в биочар, который может повысить прочность бетона в среднем на до 30 процентов. По словам исследователей, их «умная» рецептура способна решать несколько задач одновременно: утилизация отходов, снижение нагрузки на природные материалы и снижение влияния добычи песка на окружающую среду. Эти данные вначале публикации исследования 2023 года приводят инженер РДИТ-университета Раджив Ройчанд и его коллеги.

Каждый год в мире образуется около 10 миллиардов килограмм кофейных отходов, большая часть которых попадает на свалки. Органические отходы представляют экологическую проблему: их утилизация сопровождается выделением большого количества парниковых газов, включая метан и двуокись углерода, что усугубляет изменение климата, отметил Ройчанд.

При фоне растущего спроса на бетон в глобальном строительстве возникает дополнительная экологическая проблема: ресурсозатратный характер материала. В исследовании подчеркивают, что использование низкоэнергетичных режимов термической обработки кофейной отработки позволяет получить из неё биочар, который образует связи с цементной матрицей, тем самым внедряясь в структуру бетона.

Процесс термической переработки кофейной гущи осуществлялся при низком уровне энергии и в отсутствии кислорода: примеси кофе нагревали выше 350 °C (около 660 °F). В результате образуется пористый богатый углеродом биочар, который может связываться с цементной матрицей и включаться в её структуру. В эксперименте при 500 °C биочар получался прочнее не в той же мере, как при более низкой температуре.

Ройчанд и его команда отмечают предварительную осторожность: долгосрочная прочность их цементного продукта ещё не оценивалась, и исследователи работают над испытанием его поведения в условиях замерзания и оттаивания, водопоглощения, истирания и других стрессов. Тем не менее, уже сейчас говорят о потенциале переработки органических отходов в полезный материал и снижения нагрузки на природные ресурсы, включая песок.

В ходе реальных испытаний в 2024 году РМИТ и муниципалитет Макдон Рейндс запустили первый в мире полевой эксперимент: тротуар в городе Гисборн, Виктория, частично выполнен на бетоне с био-кофейковым биочаром и частично на древесно-биочарном материале и обычном бетоне. Позднее проект Victoria’s Big Build применил кофейно-биочаровый бетон для тротуара на участке Pakenham Roads Upgrade, где подрядчик BildGroup заявил, что примерно 140 тысяч чашек кофе были исключены из свалок, а песок сэкономлен в объёме более 3 метрических тонн (около 3,3 американских тонн).

В начале 2025 года команда РМИТ получила награду People's Choice Problem Solver Award на церемонии Shaping Australia Awards Университетов Австралии и заявила, что работает с коммерциализационным партнёром над созданием бизнес-кейса для выведения материала на рынок.

Как подчёркивают участники проекта, исследования находятся на ранней стадии, но опубликованные результаты открывают инновационный путь к значительному сокращению объёмов органических отходов, которые попадают на свалки.