Resteverwertung mal anders: Schaumstoffe aus Kaffeesatz und Biopolymeren könnten künftig bei der Wasserreinigung helfen. Denn der poröse Kaffeeschwamm absorbiert Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und Kupfer und entfernt sie so aus dem Wasser. Im Test erreichten solche Kaffeepolymere eine Effektivität von bis zu 99 Prozent bei stehendem und bis 67 Prozent bei fließendem Wasser, wie italienische Forscher berichten.
Kaffee ist eines der beliebtesten Getränke weltweit, entsprechend große Mengen an Kaffeesatz fallen an – geschätzt immerhin rund sechs Millionen Tonnen pro Jahr. Dabei ist dieses verbrauchte Kaffeepulver durchaus nützlich: Der Kaffeesatz unserer Kapselmaschinen dient einer reichen Mikrobenwelt als Lebensraum, das Pulver kann als Dünger verwendet werden, als Zusatz zum Tierfutter, aber auch als Absorber für Methangas und andere Substanzen.
Schwamm aus Polymer und Kaffeepulver
Wie sie die absorbierende Wirkung des Kaffeesatzes noch verbessern lässt, haben nun Asmita Chavan vom Italienischen Institut für Technologie in Genua und ihre Kollegen herausgefunden: Integriert man das Kaffeepulver in einen Polymerschaum, kann dieser Trinkwasser von Schwermetallen reinigen – und das durchaus effektiv.
Für ihre Studie stellten die Forscher zunächst einen porösen Schaum aus Biopolymeren und 60 Gewichtsprozent Kaffeepulver her. Jeweils ein Stück dieses schwammartigen Materials legten sie in Wasserproben, die verschieden hohe Konzentrationen von Quecksilber, Blei oder eine Mischung aus mehreren Schwermetallen enthielten. Im Laufe der nächsten Stunden testeten die Wissenschaftler, regelmäßig den Metallgehalt des Wassers.
Bis zu 99 Prozent effektiv
Das Ergebnis: Der Kaffeeschwamm entfernte im Laufe von 30 Stunden bis zu 99 Prozent des Bleis und Quecksilbers aus stehendem Wasser. Vor allem bei geringen Kontaminationen des Wassers funktionierte dies selbst bei gemischter Schwermetall-Kontamination sehr gut, wie die Forscher berichten. In fließendem Wasser nahm die Absorptionsleistung zwar ab, der Schwamm entfernte aber immerhin noch rund 67 Prozent des Bleis aus dem Wasser.
Der Grund für diese reinigende Wirkung liegt nach Ansicht der Wissenschaftler an zwei Dingen: Zum einen haben die Schwermetallionen eine chemische Affinität zu bestimmten Oberflächenmerkmalen der Kaffeekörnchen. Zum anderen macht das Kaffeepulver den Schwamm besonders porös und erhöht so seine Absorptionsfähigkeit.
„Dieser Bioelastomer-Schaum zeigt damit eine bessere Absorptionsleistung als Ansätze mit purem Kaffeepulver“, berichten Chavan und ihre Kollegen. „Zudem hat er zusätzliche Vorteile: Er ist einfach zu nutzen und kann nach der Wasserreinigung leicht wieder herausgenommen werden.“ Nach Ansicht der Forscher könnte es sich daher lohnen, den Einsatz von Polymeren mit Kaffeepulverzusatz für die Wasserreinigung weiter zu untersuchen und zu erforschen. (ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016; doi: 10.1021/acssuschemeng.6b01098)
(American Chemical Society, 26.09.2016 – NPO)
