Maïs is Amerika's belangrijkste landbouwgewas, en ook een van de meest verspillende. Ongeveer de helft van de oogst - stengels, bladeren, kaf, en kolven - blijft als afval over nadat de korrels van de kolven zijn ontdaan. Deze restjes, bekend als maisstoof, hebben weinig commerciële of industriële toepassingen afgezien van branden. Een nieuw artikel van ingenieurs van UC Riverside beschrijft een energie-efficiënte manier om maïskolven terug in de economie te brengen door het om te zetten in actieve kool voor gebruik in waterbehandeling.

Geactiveerde koolstof, ook wel actieve kool genoemd, is verkoold biologisch materiaal dat is behandeld om miljoenen microscopisch kleine poriën te creëren die vergroten hoeveel het materiaal kan absorberen. Het heeft veel industriële toepassingen, de meest voorkomende is voor het filteren van verontreinigende stoffen uit drinkwater.

Kandis Leslie Abdul Aziz, een assistent-professor chemische en milieutechniek aan het Marlan en Rosemary Bourns College of Engineering van UC Riverside, runt een laboratorium dat zich toelegt op het terugbrengen van schadelijke afvalproducten zoals plastic en plantaardig afval, bekend als biomassa, terug in de economie door ze te upcyclen tot waardevolle goederen.

"Ik geloof dat we als ingenieurs het voortouw moeten nemen bij het creëren van benaderingen die afval omzetten in hoogwaardige materialen, brandstoffen en chemicaliën, die nieuwe waardestromen zal creëren en de milieuschade zal elimineren die voortkomt uit het huidige take-make-dispose-model, ' zei Abdul Aziz.

Abdul Aziz, samen met doctoraatsstudenten Mark Gale en Tu Nguyen, en voormalig UC Riverside-student Marissa Moreno aan Riverside City College, vergeleek methoden voor het produceren van actieve kool uit verkoolde maïskolven en ontdekte dat het verwerken van de biomassa met heet samengeperst water, een proces dat bekend staat als hydrothermische carbonisatie, produceerde actieve kool die 98% van de waterverontreinigende stof vanilline absorbeerde.

Hydrothermische carbonisatie creëerde een biochar met een groter oppervlak en grotere poriën in vergelijking met langzame pyrolyse - een proces waarbij maïskolven gedurende een lange periode bij stijgende temperaturen worden verkoold. Toen de onderzoekers water filterden waaraan via de actieve kool vanilline was toegevoegd, de combinatie van een groter oppervlak en grotere poriën zorgde ervoor dat de koolstof meer vanilline kon absorberen.

"Het vinden van toepassingen voor nutteloze hulpbronnen zoals maïskolven is absoluut noodzakelijk om klimaatverandering tegen te gaan. Dit onderzoek voegt waarde toe aan de biomassa-industrie die onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verder kan verminderen, ' zei Gale.