เปลี่ยนตะกอนน้ำเสียเป็นแบตเตอรี่ ด้วยภูมิปัญญาชาวเผ่าแอมะซอน

คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอาร์เอ็มไอที (RMIT University) ประเทศออสเตรเลีย ได้พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตถ่านชีวภาพ หรือ “ไบโอชาร์” (Biochar) ต่อยอดแนวคิดภูมิปัญญาของชาวเผ่าลุ่มแม่น้ำแอมะซอนที่เคยใช้มาเป็นเวลานาน เพื่อรีไซเคิลขยะอินทรีย์ โดยเฉพาะน้ำเสียจากภาคครัวเรือนและอุตสาหกรรมที่อุดมด้วยสารประกอบคาร์บอนในปัจจุบัน ให้กลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของแบตเตอรี่

เทคโนโลยีของมหาวิทยาลัย RMIT มีชื่อทางการพาณิชย์ว่า “PYROCO” ซึ่งเป็นการเปลี่ยนกากตะกอนน้ำเสีย (Biosolids) ที่เต็มไปด้วยสารประกอบคาร์บอน ให้เป็น Biochar ด้วยกระบวนการแยกสลายด้วยความร้อนสูง (pyrolysis) โดยไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งจะทำให้เกิดการก่อตัวของคาร์บอนที่เสถียรและไม่ปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ

Biochar นั้นถือเป็นสสารที่มีประโยชน์ หนึ่งเนื่องจากความสามารถในการกักเก็บสารประกอบคาร์บอนลงสู่ดิน มันจึงมีส่วนช่วยในการบรรเทาการปล่อยคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อนำ Biochar ไปใส่ในดินคล้ายกับปุ๋ย ด้วยคุณสมบัติที่มีรูพรุนของมัน ก็จะช่วยในการกักเก็บน้ำและอาหารในดิน ฟื้นฟูดินให้มีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้น ดังเช่นที่ชาวพื้นเมืองลุ่มแม่น้ำแอมะซอนใช้วิธีการดังกล่าวมาอย่างน้อย 2,500 ปี 

นอกจากนี้มันยังมีประโยชน์ในการผลิตแบตเตอรี่และอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานอื่น ๆ โดยเฉพาะส่วนประกอบสำคัญอย่าง อิเล็กโทรดคาร์บอน (Carboh Electrode) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าในแบตเตอรี่ ซึ่งปัจจุบันได้รับการพัฒนาจนมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรดจากกราไฟท์แบบดั้งเดิม ส่งผลให้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการนํา Biochar มาใช้ในด้านพลังงานและแบตเตอรี่มากขึ้น

ก่อนหน้านี้ นักวิจัยที่ RMIT ได้ร่วมมือกับ องค์กรต่าง ๆของออสเตรเลีย ได้แก่ หนึ่งในรัฐวิสาหกิจด้านการประปาของออสเตรเลียอย่างเซาธ์ อีสท์ วอทอร์ (South East Water) ความร่วมมือด้านทรัพยากรน้ำของออสเตรเลียอย่าง (Intelligent Water Networks: IWN) และการประปาเกรตเทอร์ เวสเทิร์น วอเตอร์ (Greater Western Water) เพื่อทําให้เทคโนโลยี PYROCO พัฒนาจนสมบูรณ์ 

โดยเมื่อ 2021 ความร่วมมือนี้ได้ดําเนินการทดลองครั้งแรกและเปลี่ยนกากตะกอนน้ำเสียให้เป็น biochar หลังจากที่กําจัดสิ่งเจือปนต่าง ๆ อย่าง เชื้อโรค สารมลพิษคงทนในน้ำ (Per-and Polyfluoroalkyl Substances: PFAS) และ ไมโครพลาสติก (microplastics) ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมออกทั้งหมด 

ไม่นานมานี้ ทีมงานยังได้ดําเนินการทดลองเพิ่มเติมที่โรงงานนําร่องและโรงงานรีไซเคิลน้ําในออสเตรเลีย รวมถึงสาธิตคุณสมบัติด้านความปลอดภัยพร้อมกับระบบอัตโนมัติ ปัจจุบัน คณะทำงานกำลังเดินหน้าแผนงานทางพาณิชย์และหวังว่าเทคโนโลยี PAYROCO จะช่วยเสนอแนวทางรับมือความท้าทายในการบําบัดน้ำอย่างมีประสิทธิภาพต่อไป

ที่มาข้อมูล interestingengineering.com