破棄予定とうもろこし茎で作った活性炭が「水に含まれる汚染物質を98%除去」

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破棄予定とうもろこし茎で作った活性炭が「水に含まれる汚染物質を98%除去」

カリフォルニア大学の研究者が発表した論文によると、トウモロコシの茎を水処理用の活性炭に変えることで、エネルギー効率の高い方法で、水に含まれる汚染物質を98%除去するそうです。

“I believe that as engineers we should take the lead in creating approaches that convert waste into high-value materials, fuels and chemicals, which will create new value streams and eliminate the environmental harm that comes from today’s take-make-dispose model,” Abdul-Aziz said. 

参照元:https://news.ucr.edu/articles/2021/04/26/cleaner-water-through-corn
– カリフォルニア大学リバーサイド校 University of California Riverside.  APRIL 26TH, 2021  –

とうもろこしは、アメリカの主要な農作物であると同時に、最も無駄の多い作物の1つです。

収穫物の約半分(茎、葉、籾殻、穂軸)は、穂軸から穀粒を取り除いた後、廃棄物として残ります。

これらの廃棄物は「コーン・ストーバー」と呼ばれ、燃やす以外の商業的・工業的用途はほとんどありません。

カリフォルニア大学リバーサイド校のエンジニアが発表した新しい論文によると、トウモロコシの茎を水処理用の活性炭に変えることで、エネルギー効率の高い方法で経済活動に戻すことができるという。

活性炭とは、生物由来の物質を炭化させて数百万個の微細な孔を作り、その孔に吸収される量を増やしたものです。

活性炭は多くの産業分野で使用されていますが、最も一般的な用途は飲料水から汚染物質を取り除くことです。

カリフォルニア大学リバーサイド校のMarlan and Rosemary Bourns College of Engineeringで化学・環境工学の助教授を務めるKandis Leslie Abdul-Aziz氏は、プラスチックなどの有害な廃棄物やバイオマスと呼ばれる植物の廃棄物を、価値ある商品にアップサイクルして経済活動に戻す研究を行っています。

アブドゥル-アジズ氏は話します。

「技術者として、廃棄物を価値の高い材料や燃料、化学物質に変換するアプローチを率先して行うべきだと考えています。これにより、新たな価値の流れが生まれ、今日のテイクメイクディスポーザーモデルから生じる環境への悪影響をなくすことができます。」

アブドゥル-アジズ氏は、博士課程の学生であるMark Gale氏とTu Nguyen氏、カリフォルニア大学リバーサイド校の元学生でリバーサイド・シティ・カレッジのMarissa Moreno氏と共に、炭化したトウモロコシの茎葉から活性炭を製造する方法を比較し、バイオマスを高温の圧縮水で処理する熱水炭化と呼ばれるプロセスにより、水質汚染物質であるバニリンを98%吸収した活性炭が得られることを発見しました。

水熱炭化法は、トウモロコシの茎葉を高温で長時間かけて炭化させる緩慢な熱分解法と比較して、高い表面積と大きな細孔を持つバイオ炭を生成しました。

バニリンを添加した水を活性炭でろ過したところ、表面積と細孔の大きさが相まって、より多くのバニリンを吸収することができました。

Mark Gale氏は話します。

「トウモロコシの茎葉のような遊休資源の用途を見つけることは、気候変動に対処するために不可欠です。今回の研究は、化石燃料への依存度をさらに減らすことができるバイオマス産業に付加価値を与えるものです。」

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