Le maïs est la principale culture agricole des États-Unis, et aussi l'un de ses plus gaspilleurs. Environ la moitié de la récolte—tiges, feuilles, cosses, et les épis—reste sous forme de déchets après que les grains ont été retirés des épis. Ces restes, connu sous le nom de tige de maïs, ont peu d'utilisations commerciales ou industrielles en dehors de la combustion. Un nouvel article rédigé par des ingénieurs de l'UC Riverside décrit un moyen écoénergétique de remettre la tige de maïs dans l'économie en la transformant en charbon actif pour une utilisation dans le traitement de l'eau.

Charbon actif, aussi appelé charbon actif, est un matériau biologique carbonisé qui a été traité pour créer des millions de pores microscopiques qui augmentent la capacité d'absorption du matériau. Il a de nombreuses utilisations industrielles, le plus courant est de filtrer les polluants de l'eau potable.

Kandis Leslie Abdul Aziz, professeur adjoint de génie chimique et environnemental au Marlan et Rosemary Bourns College of Engineering de l'UC Riverside, dirige un laboratoire consacré à la réinsertion des déchets pernicieux tels que les déchets plastiques et végétaux appelés biomasse dans l'économie en les recyclant en produits de valeur.

« Je pense qu'en tant qu'ingénieurs, nous devons prendre l'initiative de créer des approches qui convertissent les déchets en matériaux à haute valeur ajoutée, carburants et produits chimiques, qui créera de nouvelles chaînes de valeur et éliminera les dommages environnementaux qui découlent du modèle actuel « prendre-faire-éliminer », ", a déclaré Abdul Aziz.

Abdul Aziz, avec les doctorants Mark Gale et Tu Nguyen, et l'ancienne étudiante de l'UC Riverside Marissa Moreno au Riverside City College, ont comparé les méthodes de production de charbon actif à partir de tiges de maïs carbonisées et ont constaté que le traitement de la biomasse avec de l'eau chaude comprimée, un procédé connu sous le nom de carbonisation hydrothermale, produit du charbon actif qui absorbe 98 % de la vanilline polluante de l'eau.

La carbonisation hydrothermale a créé un biochar avec une surface plus élevée et des pores plus larges par rapport à la pyrolyse lente, un processus où la tige de maïs est carbonisée à des températures croissantes sur une longue période de temps. Lorsque les chercheurs ont filtré de l'eau dans laquelle de la vanilline avait été ajoutée à travers le charbon actif, sa combinaison d'une plus grande surface et de pores plus gros a permis au carbone d'absorber plus de vanilline.

« Trouver des applications pour les ressources inutilisées telles que les tiges de maïs est impératif pour lutter contre le changement climatique. Cette recherche ajoute de la valeur à l'industrie de la biomasse, ce qui peut réduire davantage notre dépendance aux combustibles fossiles, " a déclaré Gale.