A divatipar és a textilgyártás globálisan az egyik legjelentősebb hulladéktermelő ágazat, amelynek kezelése eddig megoldatlan kihívás elé állította a szakembereket. Az ausztrál UNSW SMaRT Központ kutatói azonban egy olyan eljárást fejlesztettek ki, amely a kiselejtezett textileket és egyéb lakossági hulladékokat (üveget, műanyagot) aktív szénné alakítja. Ezek az új, porózus anyagok hatékonyabbnak bizonyultak a víz- és légtisztításban, mint a jelenleg kereskedelmi forgalomban kapható, fosszilis forrásokból származó aktív szenek.
A textilipari hulladékmennyiség világszerte kritikus szintet ért el; évente több millió tonna ruházat kerül a lerakókba, ahol évtizedekig nem bomlik le. A Veena Sahajwalla professzor által vezetett kutatócsoport bebizonyította, hogy a textil nem szemét, hanem egy értékes szénforrás, amely molekuláris szintű átalakítással a körforgásos gazdaság alapkövévé válhat. A kutatás rávilágított, hogy a textilben található természetes (pamut) és szintetikus (poliészter) rostok kombinációja ideális alapanyagot szolgáltat a nagy tisztaságú porózus szén előállításához.
A technológiai áttörés: Mikro-újrahasznosítás és hőbontás
A tanulmány központi eleme a „mikro-újrahasznosítás” (micro-recycling) technológia, amely lehetővé teszi a komplex összetételű – például pamut-poliészter keverék – textilek termikus átalakítását. A folyamat során a hulladékot oxigénmentes környezetben, magas hőmérsékleten kezelik (pirolízis), így jön létre az úgynevezett porózus szén (porous carbon).
A kutatás egyik legfontosabb megállapítása a különböző hulladékáramok közötti szinergia. A tudósok felfedezték, hogy ha a textilipari hulladékot egyéb maradékanyagokkal, például üveggel vagy bizonyos műanyagokkal keverik, az eljárás során precízen szabályozható az anyag belső szerkezete. Az üveg jelenléte például elősegíti a specifikus pórusméretek kialakulását, ami kritikus fontosságú a célzott szűrési folyamatokban, legyen szó ipari szennyvíz tisztításáról vagy mérgező gázok megkötéséről.
Mennyiségi eredmények: Felülteljesítették a piaci standardokat
A SMaRT Központ laboratóriumi tesztjei során az újrahasznosított forrásból származó széntermékeket közvetlenül összehasonlították a kőszénből és fából készített, hagyományos aktív szenekkel. A számszerűsíthető eredmények önmagukért beszélnek:
-
Adszorpciós kapacitás: A textil alapú szén egyes esetekben jelentősen nagyobb hatékonyságot mutatott a szerves szennyeződések (például metilénkék festék) megkötésében, mint a kereskedelmi forgalomban kapható társai.
-
Pórusstruktúra: A kutatók kimutatták, hogy a textil és üveg keverékéből előállított szén pórusméret-eloszlása ideális a nagyobb molekulájú szennyeződések csapdába ejtéséhez.
-
Fajlagos felület: A fejlesztett anyagok belső felülete rendkívül magas, ami a tisztítási folyamatok hatékonyságának záloga.
A kutatás rávilágított arra is, hogy az eljárás során nem csupán a szén nyerhető ki, hanem a folyamat során keletkező egyéb reakciók is hasznosíthatók, minimalizálva a környezeti terhelést.
Szemét helyett víztisztítás: Gyakorlati alkalmazási területek
Veena Sahajwalla professzor szerint a felfedezés legnagyobb értéke az univerzális felhasználhatóságban rejlik. Az így kapott aktív szenet az alábbi területeken tesztelték sikeresen:
-
Ipari szennyvízkezelés: Nehézfémek és toxikus festékanyagok eltávolítása a textilgyárak elfolyó vizéből (ezzel zárva a kört az iparágon belül).
-
Légtisztítás: Illékony szerves vegyületek (VOC) megkötése ipari és városi környezetben.
-
Szén-dioxid megkötés: A porózus szerkezet potenciálisan alkalmas az üvegházhatású gázok szelektív megkötésére is.
„Megmutattuk, hogy a textilipari hulladék nem egy megoldhatatlan teher, hanem egy lehetőség. Azzal, hogy ezeket az anyagokat a víztisztításhoz szükséges alapvető fontosságú eszközökké alakítjuk, két globális kihívásra – a hulladékkezelésre és a tiszta vízhez való hozzáférésre – adunk egyszerre választ” – hangsúlyozta Sahajwalla professzor.
A jövő: Mikro-gyárak és a körforgásos modell
A SMaRT Központ víziója szerint a technológia nem óriási, centralizált gyárakat igényel, hanem kisméretű, decentralizált mikro-gyárakat (Micro-factories). Ezek a települési hulladékudvarok közelében vagy akár közvetlenül a textilgyárak mellett is elhelyezhetők, radikálisan csökkentve a szállítási költségeket és a logisztikai karbonlábnyomot.
A tanulmány hangsúlyozza, hogy a textilből kinyert szén előállítása során elkerülhető a fosszilis kőszén bányászata és égetése, ami jelenleg az aktív szén gyártásának alapja. Ezáltal a technológia kettős környezetvédelmi előnnyel jár: csökkenti a lerakókba kerülő hulladékot és védi a természetes erőforrásokat.
Forrás 
Eredeti beszámoló (UNSW Sydney SMaRT Centre): SMaRT study finds purification uses for textiles and other wastes
Image by Pete Linforth from Pixabay
