10 intelligente Wege, mit denen Abfall und Umweltverschmutzung der Welt helfen können

Trotz des Fortschritts der Menschheit in vielen Bereichen sind wir immer noch eine unglaublich verschwenderische Gruppe. Wir haben Deponien auf der ganzen Welt und wir gehen in eine Richtung, in der unsere Erde wie in der Abbildung dargestellt wird WALL-E. Um die Umwelt zu schonen, müssen wir Materialien so wiederverwenden, dass nicht nur Abfall und Umweltverschmutzungen aus der Umwelt entfernt werden, sondern auch die Welt verbessert wird.

10 Maiskolben

Es gibt einfach nicht viel, was man mit ausgetrockneten Maiskolben tun kann, die keinen Kernel haben. Sie sind wahrscheinlich eines der nutzlosesten Abfälle. Sogar Tiere essen sie nicht. Dies machte die elfjährige Lalita Prasida Sripada Srisai aus Indien als schrecklichen Abfall aus.

Dann entschied sie sich für ein Experiment mit den ausgetrockneten Maiskolben. Srisai nahm eine Schüssel mit schmutzigem Wasser und ließ trockene Maiskolben hinein. Als sie zurückkam, stellte sie fest, dass das Wasser sauberer war. Von dort entwickelte sie ein Filtersystem mit fünf Flaschen. Wasser rieselt durch die Flaschen, die Maiskolben in verschiedenen Zuständen haben, wie ganze Maiskolben, körniges Pulver und geschwärzte Maiskolben.

Srisai glaubt, dass ihr System 70 bis 80 Prozent der Verunreinigungen entfernt. Von dort muss das Wasser nur noch gekocht oder mit einer Jodtablette versetzt werden. Srisai sagt, wenn Landwirte ihr System übernehmen würden, könnten sie Geld sparen, indem sie etwas verwenden, das sie normalerweise wegwerfen.

Für ihre innovative Idee gewann Srisai im Alter von 14 Jahren die Google Science Fair 2014.

9 Holzabfälle

Holzabfälle sind ein anderes Material, das nicht viel gebraucht wird. Metallabfälle können eingeschmolzen und wiederverwendet werden, aber zurückgewiesene Holzspäne bieten diese Optionen nicht. Anschließend entwickelten die Forscher ein Verfahren, das als schnelle Pyrolyse bezeichnet wird, bei der Holzabfälle ohne Sauerstoff erhitzt und in rohen Biokraftstoff und Gas umgewandelt werden.

Genau wie fossile Brennstoffe kann dieser Biokraftstoff in Transportmitteln, Chemikalien und der Kunststoffherstellung verwendet werden. Dieser Treibstoff wäre auch sauberer und billiger als herkömmliche fossile Brennstoffe, auch wenn die Entwickler nicht planen, auf demselben Niveau zu konkurrieren. Stattdessen nutzen sie einfach Abfälle. Bei Erfolg planen sie, ihr Projekt zu einer kompletten Raffinerie auszubauen.

8 Bierabwasser

Bier ist mit rund 1,96 Milliarden Hektolitern im Jahr 2014 eines der beliebtesten Getränke der Welt. Das sind über 415 Milliarden Pints.

Im Brauprozess gibt es viel Abwasser, zu dem unter anderem auch Bierabfälle sowie verbrauchte Gerste und Hefe gehören. Um diesen Wasserabfall nutzen zu können, hat die Nutrinsic Corporation ein Verfahren entwickelt, das den Zustand des Wassers verändert, um das Wachstum von Eiweiß produzierenden Mikroorganismen zu fördern.

Dann wird das Protein geerntet, konzentriert, sterilisiert und getrocknet. Das verbleibende Produkt kann als Fischfutter und als Nebenprodukt in anderen tierischen Lebensmitteln verwendet werden. Außerdem macht das Verfahren das Wasser sauber, sodass es in der Brauerei wiederverwendet werden kann.

Nutrinsic hat zwei Werke, eine in China und eine in der MillersCoors Trenton Brewery in Trenton, Ohio. Ihr Prozess reduziert den Wasserverbrauch, schafft eine weitere Einnahmequelle und hilft bei der weltweiten Nahrungsmittelproduktion.

Angesichts des Platzes auf der Erde ist es sinnvoll, einen anderen Weg zu finden, Vieh zu füttern, ohne Land zu verwenden, das für die menschliche Nahrungsmittelproduktion benötigt wird. Der Prozess von Nutrinsic würde Nahrung für Tiere schaffen, ohne viel Land zu beanspruchen, und es wird etwas ausgenutzt, das sonst verschwendet würde.

7 Zigarettenfilter

Es wird geschätzt, dass täglich 15 Milliarden Zigaretten weltweit verkauft werden. Dies führt zu Billionen von widerlichen, gebrauchten Zigarettenkippen, die den Boden, die Wasserwege und die Mülldeponien verunreinigen. Egal wo Zigarettenkippen landen, sie sind immer noch voller Chemikalien und Teer, die das Land und die Wasserwege verschmutzen können.

Glücklicherweise haben Wissenschaftler der Seoul National University in Südkorea entdeckt, dass Zigarettenkippen für den Gebrauch in Batterien recycelt werden können. Wenn die Kolben einem thermochemischen Zersetzungsprozess unterzogen werden, der als Pyrolyse bezeichnet wird, können die Celluloseacetatfasern in den Zigarettenfiltern zu einem Material auf Kohlenstoffbasis verarbeitet werden, das in Superkondensatoren verwendet wird.

Superkondensatoren sind innovative Batterien, die länger halten, schneller aufgeladen werden und mehr Energie als herkömmliche Batterien enthalten. Sie werden zunehmend in einer Reihe von Bereichen eingesetzt, in denen Batterien üblich sind, beispielsweise im Kommunikations-, Transport- und Energiesektor.

Während ihrer Tests sagten die Forscher, dass ihre Superkondensatoren aus Zigarettenkippen besser sind als Superkondensatoren aus Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und Kohlenstoff.

6 Plastikflaschen

Das verschwenderischste Geld, für das die Menschen im Westen ihr Geld ausgeben, ist Wasserflaschen. Weltweit werden jedes Jahr 50 Milliarden Flaschen verkauft, allein in den USA 30 Milliarden. Nicht einmal die Anzahl der Plastikflaschen, in denen andere Getränke aufbewahrt werden.

Diese Kunststoffflaschen bestehen aus Polyethylenterephthalat (PET). Anstatt biologisch abzubauen, durchlaufen sie einen Prozess, der als Photodegradation bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass sie in kleinere Fragmente zerfallen, die Giftstoffe aufnehmen und dann den Boden und die Wasserwege verschmutzen, wodurch die Tiere krank werden.

Forscher am University College Dublin fanden jedoch einen Weg, um billigen PET-Kunststoff in einen hochwertigen, wertvollen Kunststoff namens Polyhydroxyalkanoat (PHA) umzuwandeln. Dieser neue Kunststoff entsteht durch Schmelzen der Flaschen mittels Pyrolyse, die den PET-Kunststoff in Terephthalsäure (TA) und etwas Öl und Gas zerlegt. Dann rief ein Bakterienstamm an Pseudomonas kann auf dem TA wachsen und gedeihen und ihn in PHA umwandeln.

PHAs werden in medizinischen Verbrauchsgütern wie Stents verwendet, winzige Maschentuben, die die Arterien offenhalten. PHAs werden auch im Tissue Engineering eingesetzt.

5 Reifen

Reifen von Automobilen sind ein kompliziertes Problem für die Abfallentsorgung. Da sie aus Gummi hergestellt sind, dauert es 50 bis 80 Jahre, um sich zu zersetzen. Altreifen stehen seit Jahrzehnten als potenzielle Brandgefahr für Nagetiere, Insekten und Schlangen auf Mülldeponien. Das ist auch kein winziges Problem. Es wird geschätzt, dass jedes Jahr 1,2 Milliarden Reifen weggeworfen werden.

Veena Sahajwalla von der University of New South Wales hat einen innovativen Plan entwickelt, um diese alten Reifen loszuwerden und gleichzeitig eine andere Branche aufzuräumen. Sie verwendet Reifen und bestimmte Kunststoffe, um Koks bei der Stahlherstellung zu ersetzen. Koks wird aus Kohle hergestellt und dient als Wärmequelle beim Schmieden von Stahl. Aber Koks ist schlecht für die Umwelt.

Sahajwallas Verfahren hat zwei Vorteile gegenüber Koksbrennstoff: Es entfernt Unreinheiten und gibt mehr Eisen in den Stahl zurück. Infolgedessen werden etwa 10-15 Prozent weniger Brennstoff benötigt, um Stahl herzustellen.

Ihr Prozess hat auch einen doppelten Einfluss auf die Umwelt: Sie recycelt Reifen und reduziert die CO2-Emissionen in der Stahlindustrie. In einigen Fällen können die Kosten für die Stahlherstellung mit dieser Methode um mehr als 10 Prozent gesenkt werden, auch wenn dies von der Qualität der verwendeten Materialien abhängt.

Seit Beginn dieses Projekts hat Sahajwalla über zwei Millionen Reifen recycelt.

4 Plastiktüten

Plastiktüten sind eine große Geißel der modernen Gesellschaft. Es wird geschätzt, dass jedes Jahr zwischen 500 Milliarden und eine Billion Säcke verwendet werden. In Ländern wie Großbritannien nimmt die Verwendung von Plastiktüten von Jahr zu Jahr zu, hauptsächlich, weil sie so viel billiger sind als andere Taschen.

Das Problem ist, dass die meisten Plastiktüten nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden. In Großbritannien beispielsweise werden nur etwa 6 Prozent der Plastiktüten recycelt, was dazu führt, dass Millionen Tonnen Plastiktüten in Deponien landen. Die Säcke, die es nicht auf Deponien schaffen, werden zu Gefahren für die Tierwelt. Es dauert auch lange, bis sie sich zersetzen. Einige Schätzungen lassen vermuten, dass dies mindestens 500 Jahre dauern wird. Es ist auch möglich, dass sie sich niemals zersetzen.

Wissenschaftler der Universität von Adelaide in Australien haben jedoch ein unglaublich kompliziertes Verfahren entwickelt, mit dem Kunststoff zu Membranen aus Kohlenstoff-Nanoröhren werden. Ein Nanometer ist etwa ein Zehntausendstel der Dicke eines menschlichen Haares.

Diese mikroskopisch kleinen Nanoröhrchen können in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden, darunter Energie, Gesundheitswesen und Elektronik.

3 Luftverschmutzung

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation war 2012 jeder achte Todesfall mit Luftverschmutzung verbunden. In der Tat gilt Luftverschmutzung als das „größte Umweltrisiko für die Umwelt“, da dies zu Herzkrankheiten, Lungenkrebs, Schlaganfällen und chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen führen kann.

Anirudh Sharma vom MIT entwickelte einen Kaala-Drucker, der die Rußpartikel der meisten Luftverschmutzungen aufnimmt und diese in pulverisierte Tinte umwandelt. Das Pulver wird dann mit Alkohol und Öl vermischt. Sharma verwendete Wodka und einen Tropfen Öl für seinen Test und konnte mit 96 Punkten pro Zoll drucken. Er glaubt, dass eine Stunde mit einem Dieselmotor oder 10 Minuten mit einem Kamin genug Ruß erzeugen würde, um eine herkömmliche Tintenpatrone zu füllen.

Der Drucker von Sharma hilft nicht nur, die Luft zu reinigen, sondern reduziert auch die hohen Kosten für Druckertinte.

2 Wasserverschmutzung

Aus vielen Gründen ist sauberes Wasser für das Ökosystem der Erde eine absolute Notwendigkeit. Natürlich brauchen wir es für Trinkwasser, aber es beeinflusst auch die Luft, die wir atmen. Etwa 70 Prozent des Sauerstoffs der Erde stammen von Meerespflanzen. Dies macht das Reinigen des Wassers zu einer dringenden Aufgabe, die sofort angegangen werden muss.

Eine faszinierende Idee von Forschern der University of Bristol wird das Wasser reinigen und die Verschmutzung in Energie umwandeln. Ihr Roboter, genannt Row-Bot, schwimmt auf der Suche nach verschmutzten Mikroben und wandelt diese Mikroben dann in Energie in seiner mikrobiellen Brennstoffzelle um.

In Tests sollte der Row-Bot gerade genug Energie sammeln, um sich selbst zu betreiben. Die Wissenschaftler stellten jedoch fest, dass der Roboter mehr Energie sammelte als er brauchte, was bedeutet, dass der Überschuss für andere Energieanforderungen verwendet werden kann.

1 Kohlendioxid

Die Hauptursache für den Klimawandel ist die Emission von Kohlendioxid (CO₂) in die Atmosphäre. Die Wissenschaftler von Carbon Engineering in Calgary, Alberta, glauben jedoch, dass sie einen Weg entwickelt haben, um CO zu ziehen₂ aus der Luft und wandeln sie in Kraftstoff um.

Ihre Methode verwendet eine große Wand von Ventilatoren, um Luft durch eine Flüssigkeit zu ziehen, die CO absorbiert₂. Einmal gesammelt, wird der CO₂ verwandelt sich in Salz, das unterirdisch gelagert oder zur Herstellung eines kohlenstoffarmen synthetischen Brennstoffs verwendet werden kann.

Die Ingenieure sind der Meinung, dass sie in der Gesamtauslegung ihrer Anlage die Emissionen von 300.000 Autos anziehen und jedes Jahr 100.000 Barrel Kraftstoff erzeugen können. Ihr Pilotprojekt, das sie 2017 oder 2018 starten wollen, sollte genug synthetischen Brennstoff für 10.000 Barrel produzieren können.