10 smarte måter Avfall og forurensning kan hjelpe verden

Til tross for menneskehetenes fremskritt på mange områder, er vi fortsatt en utrolig sløsende gjeng. Vi har deponier over hele verden, og vi er på vei i en retning som vil gjøre vår jord til å se ut som den som er avbildet i WALL-E. For å hjelpe miljøet må vi gjenbruke materialer på en måte som ikke bare fjerner avfall og forurensning fra miljøet, men faktisk forbedrer verden.

10 Corncobs

Det er rett og slett ikke mye som noen kan gjøre med tørkede corncobs som ikke har kjerner. De er sannsynligvis en av de mest ubrukelige søppelpostene. Selv dyr vil ikke spise dem. Dette slo 11-åringen Lalita Prasida Sripada Srisai i India som et forferdelig avfall.

Det var da hun bestemte seg for å utføre et eksperiment med tørketoppene. Srisai fikk en bolle med skittent vann og droppet noen tørre cobs i den. Da hun kom tilbake fant hun at vannet var renere. Derfra utviklet hun et filtreringssystem med fem flasker. Vannet trickles gjennom flasker, som har corncobs i forskjellige tilstander, for eksempel hele cobs, granulatpulver og svarte corncobs.

Srisai mener at hennes system vil fjerne 70 til 80 prosent av forurensninger. Derfra trenger vannet bare å bli kokt eller ha en jodtablet tilsatt den. Srisai sier at hvis bønder skulle adoptere systemet, kunne de spare penger ved å bruke noe de vanligvis ville kaste bort.

For hennes nyskapende ide vant Srisai 2014 Science Fair i 2014, 14 år gammel.

9 Vedavfall

Vedavfall er et annet materiale som ikke har mange bruksområder. Metallavfall kan smelte ned og repurposed, men avviste treflis kommer ikke med disse alternativene. Deretter utviklet forskere en prosess som kalles rask pyrolyse som oppvarmer vedavfallet uten oksygen og gjør det til rå biobrensel og gass.

På samme måte som fossilt brensel, kan dette biodrivstoffet brukes i transport, kjemikalier og fremstilling av plast. Dette drivstoffet vil også være renere og billigere å gjøre enn tradisjonelle fossile brensler, selv om utviklerne ikke har tenkt å konkurrere på samme nivå. I stedet utnytter de bare avfall. Hvis de er vellykkede, planlegger de å utvide sitt prosjekt til et fullskala raffinaderi.

8 øl avløpsvann

Øl er en av verdens mest populære drikker, med ca 1,96 milliarder hektoliter brygget i 2014. Det er over 415 milliarder pints.

I brygeprosessen er det mye avløpsvann, som inkluderer stoffer som bortkastet øl, samt brukt bygg og gjær. For å dra nytte av dette vannavfallet har Nutrinsic Corporation utviklet en prosess som endrer tilstanden til vannet for å stimulere veksten av mikroorganismer som produserer protein.

Da høstes proteinet, konsentreres, steriliseres og tørkes. Det gjenværende produktet kan brukes som mat til fisk og et biprodukt i annen dyremat. Dessuten gjør prosessen vannet rent, så det kan gjenbrukes i bryggeriet.

Nutrinsic har to planter, en i Kina og en annen på MillersCoors Trenton Brewery i Trenton, Ohio. Deres prosess reduserer vannforbruket, skaper en annen inntektskilde, og bidrar til verdens matproduksjon.

Med plass til en premie på Jorden, er det fornuftig å finne en annen måte å mate husdyr uten å bruke land som er nødvendig for menneskelig matproduksjon. Nutrinsic's prosess ville skape mat til dyr uten å ta opp mye land, og det utnytter noe som ville være bortkastet ellers.

7 sigarettfiltre

Det anslås at 15 milliarder sigaretter blir solgt hver dag over hele verden. Dette fører til billioner av motbydelige, brukte sigarettskudd som kuller bakken, vannveiene og deponier. Uansett hvor sigarettskuddene ender, er de fremdeles fulle av kjemikalier og tjære som kan forurense land og vannveier.

Heldigvis har forskere fra Seoul National University i Sør-Korea oppdaget at sigarettskudd kan resirkuleres for bruk i batterier. Når buttene gjennomføres en termokjemisk dekomponeringsprosess som kalles pyrolyse, kan celluloseacetatfibrene i sigarettfiltrene bli laget i et karbonbasert materiale som brukes i superkapacitorer.

Supercapacitors er innovative batterier som varer lenger, lades raskere og holder mer energi enn vanlige batterier. De blir stadig mer brukt på en rekke forskjellige områder der batterier er vanlige, som kommunikasjon, transport og energisektorer.

Under sine tester sa forskerne at deres superkapacitorer laget av sigarettskudd er bedre enn superkapacitorer laget av grafen, karbonnanorør og karbon.

6 plastflasker

Det er kanskje den mest sløsende tingen som folk i Vesten bruker pengene sine på, flaskevann. Over hele verden selges 50 milliarder flasker hvert år, med 30 milliarder solgt i USA alene. Det inkluderer ikke engang antall plastflasker som brukes til å holde andre drikker.

Disse plastflasker er laget av polyetylentereftalat (PET). I stedet for biologisk nedbryting går de gjennom en prosess som kalles photodegradation. Dette betyr at de bryter ned i mindre fragmenter som absorberer giftstoffer og deretter forurenser jord og vannveier, noe som gjør dyrene syk.

Forskere ved University College Dublin oppdaget imidlertid en måte å omdanne billig PET-plast til en høyverdig, verdifull plast som heter polyhydroksyalkanoat (PHA). Denne nye plasten er opprettet ved å smelte flasken ned ved hjelp av pyrolyse, som bryter PET-plasten ned i tereftalsyre (TA) og litt olje og gass. Så ringte en stamme av bakterier Pseudo kan vokse og trives på TA og konvertere den til PHA.

PHAs brukes i medisinske forsyninger som stenter, som er små maskerør som holder arteriene åpne. PHAs brukes også i vevsteknikk.

5 dekk

Dekk fra biler er et komplisert problem for avfallshåndtering. Som de er laget av gummi, vil de ta 50 til 80 år å dekomponere. I flere tiår har brukte dekk satt i deponi som potensielle brannfarer og havner for gnagere, insekter og slanger. Dette er heller ikke et lite problem. Det anslås at 1,2 milliarder dekk blir kastet bort hvert år.

Veena Sahajwalla fra University of New South Wales har utviklet en nyskapende plan for å bli kvitt disse gamle dekkene mens du rydder opp en annen industri. Hun bruker dekk og plast for å erstatte koks når man lager stål. Produsert av kull, brukes koks som en varmekilde i smiing av stål. Men koks er dårlig for miljøet.

Sahajwalla prosess har to fordeler over koksbrensel: Det fjerner urenheter, og det legger mer jern tilbake i stålet. Som et resultat er det nødvendig med 10-15 prosent mindre drivstoff for å lage stål.

Hennes prosess har også en todelt effekt på miljøet: Det gjenvinder dekk og reduserer karbonutslippene i stålindustrien. I noen tilfeller kan stålproduksjonskostnader reduseres med mer enn 10 prosent med denne metoden, selv om det avhenger av kvaliteten på materialene som brukes.

Siden starten på dette prosjektet har Sahajwalla resirkulert over to millioner dekk.

4 plastposer

Plastic dagligvareposer er en stor plage av moderne samfunn. Det anslås at mellom 500 milliarder og en milliard poser blir brukt hvert år. På steder som Storbritannia har plastposenbruk økt hvert år, hovedsakelig fordi de er så mye billigere enn andre poser.

Problemet er at de fleste plastposer blir kastet ut etter en bruk. I Storbritannia blir det for eksempel kun ca. 6 prosent av plastposer resirkulert, noe som fører til millioner av tonn plastposer i deponier. Posene som ikke gjør det til deponi blir farer for dyrelivet. De tar også lang tid å dekomponere, med noen estimater som tyder på at det vil ta minst 500 år. Det er også mulig at de aldri kan brytes ned.

Imidlertid har forskere ved University of Adelaide i Australia utviklet en utrolig komplisert prosess som gjør plast til karbonnanobuksmembraner. Ett nanometer er omtrent en ti tusen av tykkelsen på et menneskehår.

Disse mikroskopiske nanorørene kan brukes på en rekke områder, inkludert energi, helsevesen og elektronikk.

3 luftforurensning

Ifølge Verdens helseorganisasjon var en av de åtte dødsfallene i 2012 knyttet til luftforurensning. Faktisk er luftforurensning ansett som den "største miljøhelsen" fordi den kan føre til hjertesykdom, lungekreft, slag og kronisk obstruktiv lungesykdom.

For å fjerne forurensning fra luften utviklet Anirudh Sharma fra MIT Kaala-skriveren som tar sotpartiklene opp i mest luftforurensning og gjør det til pulverisert blekk. Pulveret blandes deretter med gnidningsalkohol og olje. Ved å bruke vodka og en dråpe olje til testen, kunne Sharma skrive ut med 96 punkter per tomme. Han mener at en time med en dieselmotor eller 10 minutter med en skorstein ville skape nok sot til å fylle en tradisjonell blekkpatron.

Ikke bare vil Sharmas skriver hjelpe til med å rense luften, det kan også redusere den høye prisen på skriver blekk.

2 Vannforurensning

Av mange grunner er rent vann en absolutt nødvendighet for jordens økosystem. Det er åpenbart at vi trenger det for drikkevann, men det påvirker også luften vi puster. Omtrent 70 prosent av jordens oksygen kommer fra marine planter. Dette gjør rydding opp vannet en presserende oppgave som må håndteres umiddelbart.

En fascinerende ide fra forskere ved University of Bristol vil rydde opp vannet og forvandle forurensning til energi. Deres robot, kalt Row-Bot, svømmer rundt og ser etter forurenset mikrober og omdanner deretter mikrober til energi i sin mikrobielle brenselcelle.

I tester skulle Row-Bot samle akkurat nok energi til å drive seg selv. Men forskerne fant at roboten samlet mer kraft enn det trengte, noe som betyr at overskuddet kan brukes til andre energibehov.

1 karbondioksid

Den viktigste årsaken til klimaendringer er utslipp av karbondioksid (CO₂) inn i atmosfæren. Men forskerne ved Carbon Engineering i Calgary, Alberta, tror de har utviklet en måte å trekke på CO₂ fra luften og konvertere den til drivstoff.

Deres metode bruker en stor vegg av fans for å trekke luft gjennom en væske som absorberer CO₂. Når det er samlet, vil CO₂ blir til salt, som kan lagres under jorden eller brukes til å lage et lav-karbon syntetisk brensel.

I fullskala design av fabrikken tror ingeniører at de kan trekke utslipp fra 300.000 biler og produsere 100.000 fat drivstoff hvert år. Pilotprosjektet, som de håper å lansere i 2017 eller 2018, skal kunne produsere nok syntetisk drivstoff til å fylle 10.000 fat.