Çiftlik atıkları ve diğer doğal ürünler otomotiv ve diğer sektörlerin daha çevre dostu ve daha az zararlı olmasına yardımcı olabilir. Limon kabuğu, mısır nişastası ve badem kabuğu, otomotiv veya inşaat sektörlerini düşündüğünüzde aklınıza pek gelmeyebilir. Ancak Avrupa’nın hem tarımdan hem de plastikten kaynaklanan atıkları azaltmaya çalıştığı göz önüne alındığında, endüstriler bu temel malzemelere giderek daha fazla güvenebilir.
Biyoekonomi Çalışmaları
BARBARA projesi, çiftlik atıklarından yepyeni, yüksek performanslı endüstriyel malzemeler üreterek Avrupa biyoekonomisinde daha fazla yeniliğe kapı açtı.
AB ve özel sektör arasındaki işbirliğiyle finanse edilen girişim, bitkiler gibi canlılar tarafından yapılan ve imalatta kullanılabilen biyopolimerlere limon kabuğu, mısır nişastası, badem kabuğu ve nar kabuğu gibi tarımsal atıkları ekledi.
Sonuç olarak, İspanya’daki Aitiip Teknoloji Merkezi, 3D baskı kullanarak kalıp ve otomobil parçaları oluşturmak için prototipler oluşturdu.
Üç buçuk yıl süren deneyi yöneten Aitiip’in araştırma direktörü Berta Gonzalvo’ya göre, bizi en çok heyecanlandıran şey artıkların değil, sadece kaynakların olması. Otomobil ve bina parçaları başarıyla onaylanarak döngüsel bir ekonominin uygulanabilir olduğunu kanıtladı ve çevresel etkiyi azaltmaya yardımcı oldu.
Atıkların yanı sıra karbondioksit emisyonlarını ve endüstriyel ürün güvenliğini azaltmak amacıyla AB, biyolojik kökenli malzemelerden üretilen ürünlerin yaratılmasını teşvik ediyor.
Ekim 2022’de yapılan bir araştırma, AB biyoekonomisinin on yıldır büyümekte olduğunu, 2019’da 2.4 trilyon Avro’ya ulaştığını ve ek büyüme potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymuştur.
AB’nin 2014 yılında bu alandaki araştırmaları teşvik etmek üzere 3.7 milyar Avroluk bir ortak çaba oluşturması, biyo-bazlı işletmeler için büyük umutlar beslendiğini göstermektedir. Ardından 2022 yılında biyo-bazlı ürünlerin önündeki pazar, teknoloji ve mevzuat engellerini kaldırmak üzere çiftçilerden akademisyenlere kadar çeşitli katılımcıların yer aldığı 2 milyar Avroluk bir program başlatıldı.
AB her yıl 26 milyon tondan fazla plastik çöp ve 60 milyon ton gıda atığı üretmektedir.
Gonzalvo’ya göre BARBARA gibi çabalar, çöp de dahil olmak üzere yenilenebilir kaynaklardan endüstriyel malzemelerin geliştirilmesinde sadece bir başlangıç.
BARBARA 2017’de başladığında 3D baskı için kullanılabilecek sadece bir biyopolimer vardı. Endüstriyel biyoteknoloji, nanoteknoloji ve sofistike üretim teknolojilerinin bir kombinasyonunu kullanan girişim, biyo-bazlı malzemelerin sayısını artırdı.
Nar, limon, badem kabuğu ve mısırdan doğal boyalar, renkleri sabitleyen biyo-boranlar, antimikrobiyaller ve uçucu yağlar gibi maddelerin çıkarılması ve kullanılması için yeni teknikler geliştirdi.
Gösterge panelleri ve kapılar
BARBARA tarafından mevcut plastiklerin yerini alabilecek nar ve limon rengi, nar biyomordanları, limon kokusu ve badem kabuğu içeren sekiz malzeme geliştirildi. Yeni malzemelerden farklı renkler, kokular, dokular ve antibakteriyel nitelikler ortaya çıktı.
11 ortak ayrıca model gösterge paneli kaplamaları, otomobiller için kapı kaplamaları ve inşaat endüstrisi için makas bağlantı kalıpları üretti.
Bu nedenle bitmiş ürünün kalibresini yükseltmek ve hatta renk ya da koku katmak için kullanılabilirler.
Araştırma sona ermiş olsa da katılımcılar teknolojinin önümüzdeki dört ila beş yıl içinde tanıtım aşamasına geçeceği konusunda iyimserler. Bu da seri üretimin uygulanabilirliğini gösterecektir.
Gonzalvo, küresel biyopolimer işinin yılda %6 oranında gelişmesi ve Avrupa sektörünün yılda %30 oranında büyümesi nedeniyle AB’nin liderliği ele almak için iyi bir konumda olduğunu iddia etti.
Gerçek bir döngüsel ekonomiye doğru ilerleme kaydettiğimizi iddia etti. “Atık her zaman atık değildir; aynı zamanda bir kaynak da olabilir.”
Plastik alanındaki araştırmaların geleceği de benzer şekilde umut vericidir.
Avrupa Komisyonu’na göre 2020 yılında Avrupa’da üretilen plastik çöpün sadece %14’ü yurt içinde geri dönüştürülmüştür. Geri kalan %86’lık kısmın yakıldığı, çöpe atıldığı, çöp olarak bırakıldığı veya ihraç edildiği gerçeği, daha sürdürülebilir bir sistem yaratma ihtiyacının altını çizmektedir.
Plastiklerin çevresel etkilerinin azaltılması özellikle çok önemlidir çünkü orta vadede üretimlerinin artması beklenmektedir.
BARBARA ile aynı kamu-özel sektör işbirliği tarafından finanse edilen ECOXY projesi, “elyaf takviyeli termoset kompozitler” ya da FRTC’ler olarak bilinen polimerlerin yerine biyo-bazlı ikameleri araştırdı.
FRTC’ler sağlam ve hafiftir, ancak pek çevre dostu değildir. Geri dönüştürülemezler ve fosil yakıtlardan elde edilmelerinin yanı sıra sıklıkla endokrin bozucu kimyasal bileşik bisfenol A gibi zararlı bileşenlerden üretilirler.
ECOXY’yi denetleyen bir İspanyol kuruluşu olan CIDETEC’te araştırmacı olan Aratz Genua’ya göre, “Elyaf takviyeli kompozitler giderek daha fazla kullanılıyor, dolayısıyla bu biyo-bazlı kompozitler, kullanıldıkları tüm alanlarda onların yerini alabilmelidir.”
BARBARA ile eş zamanlı olarak yürütülen projeye Avrupa’nın dört bir yanından 12 araştırma ve iş ortağından oluşan bir grup katıldı.
Geri dönüştürülebilir, yeniden şekillendirilebilir ve onarılabilir olduğu düşünülen malzemelerle ya da üç R ile başladılar. Bu 3R malzemelerinin, CIDETEC patentini almış olsa da bir dezavantajı var.
Sürdürülebilirliği iyileştirmiş olmamıza rağmen Genua, ürünlerin çoğunun hala petrolden, özellikle de bisfenol A’dan geldiğini belirtti. Biyo-bazlı FRTC’ler üretmek için biyo-atık kullanarak bunu iyileştirme şansımız vardı, bu da onu daha sürdürülebilir hale getirecekti.
Konsorsiyum, bitki liflerinden ve ahşaptan yapılan lignine yöneldi. Lignin ve keten liflerinden yapılan biyo-bazlı yapıştırıcıyı takviye olarak kullanarak bir otomobilin sırtlık paneli gibi bir demonstrasyon oluşturdu.
Genua sözlerine şöyle devam etti: “Bir demonstratörü geliştirmek ve üretmek gerçekten çok iyiydi.” Az miktarda malzeme ile başladık ve bunların orta ölçekte kullanılabilir olduğunu gösterdik.
Yeni malzemenin o sırada kullanılanlarla benzer niteliklere sahip olmasını sağlamak ana sorundu.
Genua’ya göre, biyo-bazlı reçineler fosil yakıtlardan elde edilenlerle karşılaştırılabilir mükemmel özellikler gösterdi. Bununla birlikte, keten liflerinin mukavemetini artırmak için yer var.
Biyo-bazlı karbon elyafların kullanımı
Gelecekteki çalışmalar, aynı şekilde ligninden elde edilen biyo-bazlı karbon elyafların kullanımını inceleyebilir.
Genua’ya göre, “Çeşitli uygulamalar için biyo-bazlı 3R reçinelerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu üzerinde çalışmaya devam edeceğiz.”
Örneğin, AB tarafından desteklenen BIO-UPTAKE projesi, yapı sektörü için tavan panelleri geliştiriyor.
Genua, bu durumda keten elyafın yanı sıra biyo-bazlı karbon elyafın da kullanılacağını sözlerine ekledi.
Yeni malzemeler, kısa vadede bunları kullanan imalat işçilerinin sağlığı için daha iyidir.
Uzun vadede çevresel faydalar büyük ölçüde çöp miktarındaki azalmadan kaynaklanacaktır.
Kaynak : Techxplore
