Schonere lucht rond afvalbakken Zonlicht en een katalysator in een vuilnisbakdeksel zorgen ervoor dat de stank van afval verdwijnt

Een door zonlicht geactiveerde katalysator die op het deksel van een afvalcontainer is aangebracht, zou kunnen helpen om de geuren van rottend voedsel te verminderen. Bij tests in de open lucht brak het verwijderbare inzetstuk gedurende meer dan 40 dagen het geurveroorzakende azijnzuur af, waarbij gebruik werd gemaakt van natuurlijk zonlicht in plaats van elektrische verwarming.

Afval dat buiten wordt achtergelaten, gaat al snel onaangenaam ruiken, vooral in warme, vochtige klimaten waar voedsel sneller bederft. In het tijdschrift Environmental Science & Technology van de ACS rapporteren onderzoekers over een dekselinzetstuk op zonne-energie dat op standaard vuilnisbakken op wielen past en de stank helpt bestrijden. Bij tests met echt voedsel breekt het dekselinzetstuk op efficiënte wijze azijnzuur af, de belangrijkste stof die vrijkomt bij rottend afval en verantwoordelijk is voor de geuren, en blijft het meer dan een maand lang werken.

Huishoudelijk afval bestaat vaak uit ongewenst voedsel dat snel ontbindt in vuilnisbakken langs de stoep in de buurt, waardoor sterke geuren ontstaan, zoals azijnzuur (azijn), een scherp ruikende stof die vaak wordt geassocieerd met stinkend afval. Door filters met actieve kool, ook wel geactiveerde koolstof genoemd, onder het deksel te plaatsen, kan de stank worden tegengehouden, maar deze werken niet goed in warme en vochtige omgevingen.

Een andere optie is om gebruik te maken van het zonlicht dat op afvalcontainers in de open lucht valt om geurveroorzakende chemicaliën te verwijderen. “Onze motivatie was dan ook heel praktisch. We wilden de geur bij de bron aanpakken, in de container zelf, in plaats van deze op straat te laten ontsnappen,” zegt Jinlong Wang, een van de corresponderende auteurs van het onderzoek. Een goedkope katalysator zoals mangaanoxide (MnO₂) zou hierbij kunnen helpen — wanneer deze door zonlicht wordt geactiveerd, adsorbeert hij zowel vluchtige organische zuren als dat hij de chemische bindingen van azijnzuur verbreekt. Daarom wilden Wang en zijn collega’s een katalysator op basis van MnO₂ ontwikkelen en deze integreren in een inzetstuk voor het deksel, gemaakt van een transparant membraan dat het zonlicht op de katalysator concentreert.

Het team heeft lithium ionisch gebonden aan MnO₂ als een soort elektronische booster, waardoor een verfijnde katalysator is ontstaan die azijnzuur effectiever afbreekt dan MnO₂ alleen of actieve kool onder gesimuleerde zonlichtomstandigheden in het laboratorium. De katalysator presteerde ook goed in vochtige omstandigheden.

Voor een praktijkproef ontwikkelde het team een transparant, gasdoorlatend inzetstuk met een lens die het licht op een laag van de katalysator concentreerde. De verwijderbare module paste op het deksel van een standaard afvalbak op wieltjes. Het katalysatorinzetstuk brak gedurende meer dan 40 dagen in natuurlijk zonlicht continu en efficiënt azijnzuur af dat werd gevormd door rottend fruit, brood en wijn, waarmee het zijn stabiliteit op lange termijn aantoonde.

“Bij conventionele katalytische geurbestrijding wordt gebruikgemaakt van elektrische verwarming om de katalysator te activeren, maar wij gebruiken in plaats daarvan licht,” zegt Wang. De auteurs verwachten dat hun resultaten op een dag een duurzame oplossing kunnen bieden voor geurbestrijding in het afvalbeheer.

De auteurs bedanken de Academie voor Wetenschap en Technologie van Peking, de Nationale Stichting voor Natuurwetenschappen van China, het Gemeentelijk Bureau voor Wetenschap en Technologie van Wuhan en de Centraal-Chinese Normale Universiteit voor hun financiële steun.

Oorspronkelijk artikel: Ionic–Covalent Bond-Mediated Electron-Rich Lattice Oxygen for Solar-Driven Acetic Acid Abatement; Environmental Science & Technology; DOI:10.1021/acs.est.6c07573