Tạo nguồn năng lượng sạch từ nước thải sản xuất cà phê?

Ước tính, các đại biểu tại Hội nghị thượng đỉnh của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (COP26) sẽ sử dụng 250.000 tách cà phê trong 2 tuần diễn ra sự kiện, theo Levy UK. Tuy nhiên, nước thải từ quá trình sản xuất cà phê sơ cấp có chứa các chất gây ô nhiễm làm hỏng hệ sinh thái ở các nước trồng cà phê. 

Theo đó, nước thải từ quá trình chế biến cà phê có hại cho môi trường, vì nó chứa các chất cần một thời gian rất dài để phân hủy. Đây là một vấn đề đặc biệt ở các nước như Colombia, quốc gia sản xuất cà phê lớn thứ 3 thế giới, nơi gần như tất cả cà phê được trồng trong các trang trại nhỏ thuộc sở hữu gia đình. Vì vậy, người nông dân có thể rất khó khăn trong việc trang bị các hệ thống xử lý nước quy mô lớn cần thiết để xử lý chất thải cà phê, do đó nguồn nước địa phương sẽ bị ô nhiễm.

Làm việc trong một phòng thí nghiệm tại Đại học Surrey, Giáo sư Claudio Avignone Rossa đã xác định một cách xử lý chất thải khác bằng cách cung cấp nó cho một hệ thống vi khuẩn điện. Những vi khuẩn này phân hủy nhiều chất gây ô nhiễm hơn, và trong quá trình này, chúng tạo ra điện. Mặc dù chúng không làm sạch hoàn toàn nước, nhưng cho phép tái sử dụng nhiều lượng nước hơn và giảm các chất gây ô nhiễm khoảng 30%.

Tạo ra điện xanh từ rác thải

Ngoài việc giảm lượng nước cần thiết và làm sạch nước thải, giảm ô nhiễm và mang lại lợi ích cho các hệ sinh thái, quá trình vi khuẩn cũng có thể được biến thành pin nhiên liệu vi sinh chi phí thấp để tạo ra điện, mang lại cho các nhà sản xuất cà phê một nguồn năng lượng tái tạo, bền vững.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sẽ liên quan đến các vật liệu đắt tiền như màng, vỏ và điện cực. Song nhóm nghiên cứu của Surrey, làm việc với các đồng nghiệp từ Đại học Antioquia ở Colombia, đã xác định được các vật liệu thay thế rẻ và dễ kiếm ở địa phương. Họ phát hiện ra rằng đất sét và đồ gốm sẵn có có thể thay thế lớp màng, và họ tìm nguồn nguyên liệu từ thực vật tại địa phương để làm vỏ bọc.

Mở rộng quy mô

Giáo sư Avignone Rossa cho biết: “Những người trồng cà phê quy mô nhỏ sử dụng phương pháp cổ điển để sản xuất hạt cà phê xanh có thể sử dụng phương pháp này. Điều đó sẽ tạo ra áp lực nhỏ hơn đối với nguồn cung cấp nước. Nguồn nước tại các nước địa phương sạch hơn và nhiều điện xanh hơn trong các cộng đồng nông dân gia đình, từ đó có thể thúc đẩy phát triển kinh tế và xã hội của họ.

"Ngoài việc triển khai rộng rãi hơn, chúng tôi cũng đang xem xét những gì có thể được thực hiện ở đầu kia của chuỗi cà phê để nghiên cứu cách sử dụng hiệu quả hơn đối với cà phê xay. Cà phê có nhiều hợp chất hoạt tính sinh học, mang đến những cơ hội thú vị nếu chúng có thể được chiết xuất. Chúng tôi cũng đang nghiên cứu những gì có thể được thực hiện với các dạng chất thải nông nghiệp khác, như vỏ chuối".