研究人员正用番茄皮和蛋壳制作轮胎

食物变轮胎

总有一天,你可能会发现番茄皮和鸡蛋壳出现在路面上。

这对环境——更不用说你的轮胎——都有好处。

俄亥俄州立大学的研究人员发现,食物垃圾,特别是番茄皮和鸡蛋壳,可以作为制造橡胶轮胎的优质填料。测试表明,它们的性能超过了工业标准。填料与橡胶混合,制成用于轮胎的橡胶复合材料。食物垃圾可以部分替代炭黑,炭黑是一种长期用于轮胎制造的石油基填料,而它正变得越来越难以获得。

俄亥俄州立大学生物材料特聘教授 Katrina Cornish 表示,这种生产更环保材料的方法是对开发清洁能源的持续努力的补充。使用番茄皮和鸡蛋壳作为轮胎填料可以帮助减少国家对外国石油的依赖,将食物垃圾从垃圾填埋场中清除,并使橡胶制品——尤其是轮胎——的生产更具可持续性。

“如果我们真的在炭黑上遇到严重短缺,我们就必须使用其他东西,”Cornish 说。“你可以用一些不错的鸡蛋壳。许多公司都希望拥有绿色立场,这是一个很好的方法。”

eggshells
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根据环境保护署的数据,食物占垃圾填埋场垃圾的约五分之一。寻找方法将食物垃圾从垃圾填埋场中清除,不仅可以节省空间,还有助于对抗气候变化。垃圾填埋场中的细菌会将食物和院子里的修剪物转化为强效温室气体甲烷。

经过适当处理,食物垃圾可用于发电、作为肥料改良土壤,或作为动物的食物来源。现在,它也可能在轮胎制造中证明是有价值的。

Cornish 一直对开发新的橡胶来源以及增强橡胶产品的方法感兴趣。因此,当她于 2010 年来到俄亥俄州立大学时,她将食物垃圾视为潜在的轮胎填料。

“我给州里的每一家食品加工商都写了信,说:‘如果你有废料,我们想看看’,”她说。“我们收到了 35 种不同类型的废料:包括面糊滴料、德国泡菜汁、奶粉——以及鸡蛋壳和番茄皮。我一直想看看番茄皮,因为我在加州呆了很长时间,看到那么多装满番茄的农产品卡车,知道它们必须有厚实、坚韧的表皮,这样上面的番茄才不会把下面的压坏。”

Tomatoes
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起初,Cornish 对鸡蛋壳的效果表示怀疑。鸡蛋壳主要由碳酸钙组成,碳酸钙用作填料,而不是增强剂。后者作为轮胎填料更有用。但 Cornish 欣喜地发现她的疑虑是多余的。鸡蛋壳具有多孔结构,为与橡胶接触提供了更大的表面积,并被证明具有增强作用。

“我们非常兴奋,”她说。“它的附加值比预期的要高得多。”他们还发现番茄皮在高温下非常稳定,并且可以产生性能良好的材料。

“填料通常会使橡胶更强韧,但也会使其柔韧性降低,”Cornish 实验室的博士后研究员 Cindy Barrera 说。“我们发现,用磨碎的鸡蛋壳和番茄皮替代炭黑会产生协同效应,例如,使强韧的橡胶保持柔韧性。”

它还将橡胶变成了红褐色——颜色取决于其中鸡蛋壳或番茄的含量——而不是使用炭黑产生的黑色外观。根据 Cornish 的说法,典型的汽车轮胎约有 30% 是由炭黑制成的,其成本随石油价格而波动。美国公司最常从国外购买炭黑。

“轮胎行业正在快速增长,我们不仅需要更多的天然橡胶。我们也需要更多的填料,”Cornish 说。“全球轮胎产量一直在增加,所以各国都在使用他们能制造的所有炭黑。现在已经没有盈余了……”

Particles of tomato peels and eggshells used by to make rubber composite.
用于制造橡胶复合材料的番茄皮和鸡蛋壳颗粒 Katrina Cornish

Cornish 和她的同事们关于潜在轮胎填料的研究已发表在《聚合物与环境杂志》和其他地方

根据美国蛋品生产者协会的数据,美国每年生产约 800 亿枚鸡蛋。Cornish 说,商业食品加工厂会打碎其中一半的鸡蛋,然后付费将剩余的蛋壳送往垃圾填埋场,而富含矿物质的蛋壳在那里不会分解。“在垃圾填埋场里它们几乎没有任何变化,因为没有吃钙的动物,”她说。“它们基本上就是石头。”

根据农业部的数据,美国每年种植约 1500 万吨备受欢迎的番茄。大部分用于罐装或加工产品。她说,例如,当食品公司制作番茄酱时,他们会剥掉番茄皮并丢弃,因为番茄皮很难消化。

Cornish 担心种植新橡胶树造成的森林砍伐问题,她一直在研究橡胶替代品,包括橡胶蒲公英。虽然它们明显是蒲公英,但它们与许多房主认为的恼人的草坪和花园入侵者不同。

Cornish 解释说,它们的叶子更厚、更蓝,花也更小。最重要的是,它的主根会产生含有天然橡胶颗粒的乳状液体。

The rubber dandelion can be used to make tires.
橡胶蒲公英可用于制造轮胎。Biobased World

“橡胶蒲公英来自中国西北部、哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦,但它可以在俄亥俄州的雪地地区生长,”她说。“但它不够强壮,所以我们正试图使其更强壮、产量更高。”她补充说,“如果成功,它就可以作为一年生作物种植,并能创造许多加工就业机会。”

与此同时,俄亥俄州立大学已将其将食物垃圾转化为轮胎填料的技术授权给了 Cornish 的公司 EnergyEne,以进一步开发。然而,Cornish 强调,没有人会开始收集“你早餐的鸡蛋壳”,她说。“厨房垃圾不会走这条路。所以请继续进行堆肥。事实上,也许你可以用它们来种植橡胶蒲公英。”

玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿,该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。

 

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