Majs är USA:s bästa jordbruksgröda, och också en av dess mest slösaktiga. Ungefär halva skörden – stjälkar, löv, skal, och kolvar – blir kvar som avfall efter att kärnorna har tagits bort från kolvarna. Dessa rester, känd som majsstover, har få kommersiella eller industriella användningsområden förutom förbränning. En ny artikel från ingenjörer vid UC Riverside beskriver ett energieffektivt sätt att sätta majsspisar tillbaka i ekonomin genom att omvandla det till aktivt kol för användning i vattenrening.

aktivt kol, även kallat aktivt kol, är förkolnat biologiskt material som har behandlats för att skapa miljontals mikroskopiska porer som ökar hur mycket materialet kan absorbera. Den har många industriella användningsområden, den vanligaste är att filtrera ut föroreningar ur dricksvattnet.

Kandis Leslie Abdul-Aziz, en biträdande professor i kemi- och miljöteknik vid UC Riversides Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering, driver ett labb som ägnar sig åt att återföra skadliga avfallsprodukter som plast och växtavfall som kallas biomassa i ekonomin genom att återanvända dem till värdefulla varor.

"Jag tror att vi som ingenjörer bör ta ledningen i att skapa metoder som omvandlar avfall till högvärdiga material, bränslen och kemikalier, som kommer att skapa nya värdeströmmar och eliminera den miljöskada som kommer från dagens take-make-dispose-modell, sa Abdul-Aziz.

Abdul-Aziz, tillsammans med doktoranderna Mark Gale och Tu Nguyen, och tidigare UC Riverside-student Marissa Moreno vid Riverside City College, jämförde metoder för att producera aktivt kol från förkolnade majsspisar och fann att bearbetning av biomassan med varmt komprimerat vatten, en process som kallas hydrotermisk karbonisering, producerade aktivt kol som absorberade 98 % av vattenföroreningen vanillin.

Hydrotermisk förkolning skapade en biokol med högre yta och större porer jämfört med långsam pyrolys - en process där majsstover förkolnas vid ökande temperaturer under en lång tidsperiod. När forskarna filtrerade vatten i vilket vanillin hade tillsatts genom det aktiva kolet, dess kombination av större yta och större porer gjorde att kolet kunde absorbera mer vanillin.

"Att hitta tillämpningar för lediga resurser som t.ex. majsspis är absolut nödvändigt för att bekämpa klimatförändringarna. Denna forskning tillför värde till biomassaindustrin vilket ytterligare kan minska vårt beroende av fossila bränslen, sa Gale.