Vědci uzavírají kruh: Z potravinového odpadu vyrábí energii a vodu pro růst plodin

Vědci z fakult inženýrství a přírodních věd se spojili, aby přeměnili zemědělský potravinový odpad na energeticky bohaté pevné palivo. Klíčovou inovací je následné využití vody, která zbude z tohoto procesu, jako ekologického pesticidu a hnojiva.

Vědci z fakult inženýrství a přírodních věd se spojili, aby přeměnili zemědělský potravinový odpad na energeticky bohaté pevné palivo. Klíčovou inovací je následné využití vody, která zbude z tohoto procesu, jako ekologického pesticidu a hnojiva. Tento přístup vytváří uzavřený kruh, který řeší problém plýtvání potravinami a zároveň nabízí udržitelné řešení pro zemědělství.

Potravinový a další organický materiál tvoří třetinu odpadu v Ontariu, přičemž 60 procent tohoto odpadu končí na skládkách. Při rozkladu se uvolňuje metan, skleníkový plyn přispívající ke změně klimatu. Jedním ze způsobů, jak tento odpad odklonit ze skládek, je hydrotermální karbonizace, která přeměňuje mokrou biomasu a organický odpad, jako je ovoce a zelenina, na hydrochar – pevné palivo bohaté na uhlík s vysokou energetickou hustotou.

Problémem hydrotermální karbonizace je velké množství spotřebované vody, která je po použití koncentrovanou, komplexní a kyselou směsí organických a anorganických materiálů, a musí být nákladně likvidována. Profesor Shakirudeen Salaudeen z katedry strojního inženýrství, zastánce cirkulární ekonomiky, se zaměřil na to, zda by tato voda nemohla mít hodnotu. Spolu se studentkou Nancy Boamahovou, která se připojila k jeho výzkumné skupině, začali zkoumat možnosti využití této procesní vody.

Boamahová ve své laboratoři vyráběla procesní vodu z vadných mrkví, které by jinak skončily jako odpad. Mrkev, složená téměř výhradně z vody, je pro tento výzkum ideální. Po zpracování mrkve v tlakovém reaktoru a oddělení pevného hydrocharu studovala vlastnosti oranžově zbarvené procesní vody. Následně se k projektu připojili profesor Robin Cameron a postdoktorand Fathy El-Gebaly z katedry biologie. Ti se zaměřují na posílení odolnosti rostlin proti virovým infekcím, které způsobují více než 40 procent ročních ztrát úrody a proti nimž se často používají škodlivé chemické pesticidy.

Vědci nyní společně vyvíjejí formulace stimulující imunitu rostlin pomocí procesní vody z hydrotermálně karbonizované mrkve. Tato voda je aplikována na okurkové rostliny v univerzitním skleníku, který simuluje podmínky komerčních skleníků. Rané výsledky jsou velmi slibné – rostliny jsou již přes tři metry vysoké, produkují okurky a vykazují výrazně odlišnou kořenovou strukturu. To potvrzuje Salaudeenovo tušení, že procesní voda může být bezpečně využita namísto likvidace. Tento malý výzkumný projekt má obrovský potenciál, například v pěstování okurek ve sklenících, jehož hodnota v Kanadě dosáhla v roce 2023 téměř 870 milionů dolarů. Boamahová bude pokračovat v doktorském studiu a rozšiřovat výzkum hydrotermální karbonizace a využití procesní vody.