Công dụng bất ngờ của bã cà phê: Từ phụ phẩm thành “máy lọc” khí CO₂ tự nhiên

Phát hiện tiềm năng hấp thụ khí CO₂ của bã cà phê

Trên toàn cầu, mỗi năm có khoảng 8 triệu tấn bã cà phê bị thải bỏ, phần lớn được đưa đến bãi rác, nơi chúng phân hủy và sinh ra khí mê-tan – loại khí nhà kính mạnh gấp nhiều lần so với CO₂. Tuy nhiên, thay vì trở thành nguồn phát thải, bã cà phê đang được các nhà khoa học chứng minh có thể trở thành vật liệu hấp thụ CO₂ hiệu quả.

Tại Đại học Saskatchewan (Canada), nghiên cứu sinh Alivia Mukherjee đã khởi đầu ý tưởng này từ một quan sát rất giản dị: nhìn thấy nhân viên tại chuỗi cà phê Tim Hortons gom hàng túi bã cà phê bỏ đi. Cô tự hỏi liệu lượng chất hữu cơ này có thể tái sử dụng được không. Từ đó, nhóm của cô bắt tay nghiên cứu quy trình biến bã cà phê thành than hoạt tính – vật liệu có khả năng “bắt giữ” khí CO₂. 

Cùng thời điểm, nhóm nghiên cứu của Đại học Sharjah (UAE) cũng phát triển thành công công nghệ thu giữ carbon sử dụng bã cà phê kết hợp nhựa PET. Sáng kiến này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 2025, mở ra hướng đi mới cho công nghệ xử lý khí thải công nghiệp.

Theo Tiến sĩ Haif Aljomard, trưởng nhóm nghiên cứu, “Những thứ bắt đầu từ một cốc cà phê và một chai nhựa bỏ đi có thể trở thành công cụ mạnh mẽ trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu”.

Hành trình biến bã cà phê thành “máy lọc khí” tự nhiên

Tại Đại học Sharjah (UAE), nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Haif Aljomard dẫn đầu đã phát triển quy trình đồng nhiệt phân (co-pyrolysis) kết hợp bã cà phê, nhựa PET và kali hydroxit (KOH) ở nhiệt độ khoảng 600°C. Quy trình này cho phép các vật liệu thải trải qua phản ứng hóa học tạo ra than hoạt tính xốp có diện tích bề mặt lớn, giúp hấp thụ hiệu quả carbon dioxide (CO₂) trước khi khí thải công nghiệp thoát ra môi trường. 

Công nghệ này thuộc nhóm các giải pháp thu giữ carbon thế hệ mới – hướng đến tính tuần hoàn, chi phí thấp và thân thiện môi trường. Bằng việc tận dụng chất thải để sản xuất vật liệu hấp thụ carbon, nghiên cứu mở ra cơ hội phi tập trung hóa công nghệ thu giữ CO₂, giúp các quốc gia đang phát triển, vốn gặp hạn chế về cơ sở hạ tầng, vẫn có thể tiếp cận các giải pháp giảm phát thải. Không chỉ dừng lại ở khí thải, loại than hoạt tính này còn được đánh giá có tiềm năng ứng dụng trong lọc không khí và xử lý nước, gia tăng thêm giá trị môi trường cho công nghệ.

Trong khi đó, phía bên kia bờ đại dương, sinh viên Alivia Mukherjee của Đại học Saskatchewan (Canada) đang theo đuổi hướng đi tương tự với bã cà phê. Sử dụng công nghệ synchrotron Canadian Light Source (CLS), cô xử lý bã cà phê bằng nhiệt để thay đổi đặc tính bề mặt, giúp chúng liên kết tốt hơn với các phân tử CO₂. Mukherjee cho biết, việc điều chỉnh bề mặt của vật liệu có thể cải thiện đáng kể hiệu suất hấp thụ trong các hệ thống thu giữ carbon sau quá trình đốt cháy.

“Với những phát hiện này, chúng tôi có thể tối ưu hóa cấu trúc của chất hấp thụ để tăng cường tương tác với carbon dioxide”, cô chia sẻ.

Giá trị kinh tế và bền vững đối với ngành cà phê specialty 

Trong thế giới cà phê specialty, nơi tính bền vững được xem là một phần cốt lõi của giá trị sản phẩm, việc tận dụng bã cà phê để hấp thụ khí CO₂ không chỉ là một bước tiến khoa học mà còn mang ý nghĩa kinh tế sâu sắc.

Về mặt kinh tế, nghiên cứu của Alivia Mukherjee tại USask ước tính rằng bã cà phê đã qua xử lý có thể được bán với giá khoảng 2 đô la Mỹ mỗi pound, mở ra cơ hội thương mại hóa rõ ràng cho ngành cà phê. Cô chia sẻ rằng quy trình này có thể được tích hợp dễ dàng vào các cơ sở công nghiệp hiện có, như nhà máy điện hay nhà máy hóa chất, giúp họ giảm phát thải mà không làm tăng chi phí vận hành đáng kể.

Ở góc độ ngành cà phê specialty, sáng kiến này gợi mở một hướng phát triển bền vững mới. Khi người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến tác động môi trường của sản phẩm, việc chứng minh rằng cả bã cà phê cũng có thể được “hồi sinh” để phục vụ hành tinh sẽ giúp củng cố hình ảnh của ngành cà phê đặc sản như một biểu tượng của sự tinh tế và trách nhiệm xanh. 

Từ nông trại đến tách cà phê, và nay là cả phần dư sau pha chế – chuỗi giá trị cà phê specialty đang dần khép kín vòng tuần hoàn bền vững!