Ένα έργο μετατρέπει τα υπολείμματα ελιάς σε υπερπυκνωτές
Ένα ερευνητικό πρόγραμμα στην Ισπανία ολοκληρώθηκε μετά την ανάπτυξη μιας αποτελεσματικής μεθόδου για την επαναχρησιμοποίηση των υποπροϊόντων της ελαιοκομίας σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές.
Ένα έργο στην Ισπανία κατάφερε να μετατρέψει τα υπολείμματα ελιάς σε ενεργό άνθρακα με ποικίλες εφαρμογές.
Στο τέλος της ερευνητικής περιόδου, το έργο CARBON+, μια κοινή επιχείρηση του δημόσιου και του ιδιωτικού τομέα, απέδειξε την αποτελεσματικότητα του προϊόντος ως υλικού υπερπυκνωτή, την αποτελεσματικότητά του στην επεξεργασία λυμάτων και τη συμβολή του στην παράταση της διάρκειας ζωής του άλμη στην επεξεργασία ελιάς.
Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν το δυναμικό των ενεργών άνθρακων σε διάφορες εφαρμογές, το οποίο θα συμβάλει στη μελέτη της οικονομικής σκοπιμότητας της κλιμάκωσης της διαδικασίας σε βιομηχανικό επίπεδο.
Το έργο ξεκίνησε το 2022 στο πλαίσιο του προγράμματος στρατηγικών έργων σε συνεργασία με τον Οργανισμό Καινοτομίας της Κοινότητας της Βαλένθια της περιφερειακής κυβέρνησης της Κοινότητας της Βαλένθια και συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Το έργο αναλήφθηκε από την Greene Enterprise, την Aceitunas Serpis, το Πανεπιστήμιο του Αλικάντε και την Aitex.
Οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν στο πιλοτικό εργοστάσιο της Greene στο βιομηχανικό πάρκο του Elche, χρησιμοποιώντας υπολείμματα επεξεργασίας ελιάς που προμήθευσε η Serpis, μια εταιρεία παραγωγής επιτραπέζιων ελιών. Τα υπολείμματα αποτελούνται κυρίως από κουκούτσια ελιάς και άλμη, τα κύρια απόβλητα του ελαιοκομικού τομέα, που προκύπτουν μετά την επεξεργασία των επιτραπέζιων ελιών Manzanilla και Hojiblanca.
Δείτε επίσης: Ερευνητές μετατρέπουν τα απόβλητα ελαιώνων σε βιοπλαστικόΠαρά την εκτενή έρευνα των τελευταίων ετών σχετικά με την εφαρμογή των αρχών της κυκλικής οικονομίας στις βιομηχανίες επιτραπέζιων ελιών και ελαιολάδου, η συντριπτική πλειοψηφία των αποβλήτων εξακολουθεί να καταλήγει σε χώρους υγειονομικής ταφής.
Ο τελικός στόχος του έργου CARBON+ ήταν η χρήση της πυρόλυσης για τη μετατροπή αυτών των αποβλήτων σε ενεργό άνθρακα υψηλής ποιότητας μέσω μιας οικονομικά βιώσιμης βιομηχανικής διαδικασίας.
Αυτό επιτεύχθηκε και παρήχθη ενεργός άνθρακας με ειδική επιφάνεια 1.440 τετραγωνικών μέτρων ανά γραμμάριο. Δεδομένου ότι μία από τις πιο χρήσιμες ιδιότητες του ενεργού άνθρακα είναι η ικανότητα προσρόφησής του (η προσκόλληση ατόμων, ιόντων ή μορίων από ένα αέριο, υγρού ή διαλυμένου στερεού σε μια επιφάνεια), όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια, τόσο πιο αποτελεσματικός είναι ο άνθρακας σε τέτοιες εφαρμογές.
Εκτός από την επιτυχή ανάπτυξη αυτής της διαδικασίας, διερευνήθηκαν τρεις κύριες βιομηχανικές εφαρμογές για την αξιολόγηση της τελικής αξίας του ενεργού άνθρακα.
Η πρώτη αξιοποιεί την υψηλή απορροφητικότητα του προϊόντος για την απομάκρυνση αιωρούμενων οργανικών ουσιών και φαινολικών ενώσεων που έχουν διαλυθεί σε χρησιμοποιημένη άλμη ζύμωσης ελιάς.
Αυτό επιτρέπει την άμεση επαναχρησιμοποίηση της άλμης στη βιομηχανία επεξεργασίας ελιάς, μειώνοντας έτσι τα απόβλητα και τα σχετικά κόστη. Ο ενεργός άνθρακας του έργου ήταν πιο αποτελεσματικός σε αυτή τη χρήση από τις εμπορικές εναλλακτικές λύσεις, απομακρύνοντας υψηλότερη περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες λόγω της μεγαλύτερης πορώδους του.
Σε μια σχετική εφαρμογή, ο ενεργός άνθρακας αποδείχθηκε αποτελεσματικός στην απομάκρυνση οσμών κατά την επεξεργασία λυμάτων. Αυτό αποδείχθηκε με τη δοκιμή του προϊόντος σε άλμη ζύμωσης, λύματα κλωστοϋφαντουργίας και τυπικά αστικά λύματα από ενεργό μονάδα επεξεργασίας.
Δείτε επίσης: Τα τούβλα από κουκούτσια ελιάς μειώνουν το αποτύπωμα άνθρακα των κτιρίων, σύμφωνα με μελέτηΤέλος, ο ενεργός άνθρακας που αποκτήθηκε αξιολογήθηκε ως προς τη δυνατότητα χρήσης του σε υπερπυκνωτές για την αποθήκευση ενέργειας. Τα τελευταία χρόνια, έχει αναζωπυρωθεί το ενδιαφέρον για τη χρήση ενεργού άνθρακα στην αποθήκευση ενέργειας, και παραμένει ισχυρός υποψήφιος στην αναζήτηση πορώδων υλικών που μπορεί να καταστήσουν εφικτή την οικονομία υδρογόνου.
Οι υπερ-πυκνωτές με βάση τον άνθρακα αποτελούνται από δύο πορώδη ηλεκτρόδια άνθρακα με μεγάλη ειδική επιφάνεια, βυθισμένα σε ηλεκτρολύτη και διαχωρισμένα από μια μεμβράνη.
Η αποθήκευση ενέργειας είναι εξ ολοκλήρου ηλεκτροστατική και, ως εκ τούτου, αβλαβής για την ακεραιότητα και τη σταθερότητα των ηλεκτροδίων. Αυτό επιτρέπει στον υπερπυκνωτή να εκτελεί έως και 100.000 κύκλους φόρτισηςκύκλους φόρτισης-εκφόρτισης με ρυθμό αλλοίωσης του ηλεκτρολύτη κάτω του 10 τοις εκατό, γεγονός που καθιστά αυτή την αποθήκευση ενέργειας ιδιαίτερα επιθυμητή σε εφαρμογές όπως τα ηλεκτρικά οχήματα.
Αποδείχθηκε ότι τα ηλεκτρόδια που κατασκευάστηκαν από το υλικό του έργου είχαν απόδοση συγκρίσιμη με εκείνα που κατασκευάστηκαν με εμπορικό ενεργό άνθρακα, με ελαφρώς χαμηλότερη απόδοση.
Η ηλεκτροχημική απόδοση βελτιώθηκε μετά το πλύσιμο του ενεργού άνθρακα με υδροχλωρικό οξύ και την τροποποίηση της χημείας της επιφάνειάς του μέσω θερμικής επεξεργασίας. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η απόδοση που επιτεύχθηκε σε αυτό το στάδιο ήταν αρκετά υψηλή ώστε να δικαιολογεί περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη.
Αυτό το συμπέρασμα εξήχθη επίσης για το έργο στο σύνολό του, με τον Greene να δηλώνει: «Εν συντομία, αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν το δυναμικό των ενεργών άνθρακων σε διάφορες εφαρμογές, κάτι που θα συμβάλει στη μελέτη της οικονομικής σκοπιμότητας της κλιμάκωσης της διαδικασίας σε βιομηχανικό επίπεδο από τις δύο εταιρείες.»