Waste coffee grounds (WCG) are an a

Waste coffee grounds (WCG) are an abundant resource for
biomass-to-energy conversion technologies. The worldwide coffee
consumption has steadily increased over the past decades, reaching
an annual consumption of 8.8 million metric tons and leading to
enormous amounts of organic wastes [2]. There have been various
attempts in using WCG but most of these methods generate byproducts
that should be discarded in landfills or eventually incinerated
[3e8]. For example, Sena da Fonseca et al. [3] found that
WCG can be added to clay ceramics to enhance the mechanical
strength due to increased water absorption and porosity. Several
research groups [4e8] investigated the adsorption properties of
polyhydroxy polyphenol functional groups in WCG and WCGderived
char on heavy metals. In addition, some researchers
[9,10] studied WCG reforming with pyrolysis in order to produce
bio-oil, which can then be processed to synthesize high value
chemicals. Recently, biodiesel was produced from WCG [11,12],
with the oil content, saponifiable lipids, and lipid profile varying
according to the regional location and brewing technique [12].
On the other hand, using WCG as fuel in a carbon fuel cell
technology with a solid oxide electrolyte renders multiple advantages.
This electrochemical technology offers higher efficiency
because it is not subject to Carnot limitations [13]. It mainly produces
CO2, which could be captured and reused, and a small
amount of ashes, from which metals and/or other materials could
be retrieved [14,15]. Additionally, it does not require intermediate
conversion steps or pretreatment, improving the overall process
efficiency relative to conventional methods [16e19]. Biomassbased
carbon fuel cells can be categorized by a fuel treatment
method: i. fuel as a carbonized biomass [14,15,20e22], ii. fuel as a
gasified biomass (similar technique to that of integrated gasification
fuel cell, IGFC) [23e26], and iii. fuel as an untreated biomass
[27]. While there have been previous studies using biomass-based
carbon fuel cells as recapitulated above, this is the first report on
the performance of WCG-powered fuel cells, without the need for
pre-treatment or gasification.
In this study, we showed the direct electrochemical oxidation
performance of WCG-powered anodes, in comparison with that of
carbon black (CB). A detailed analysis on the chemical composition
and nature of WCG and carbonized WCG was performed in order to
explain its electrochemical behavior.

Kết quả (Việt) 1:

Chất thải cà phê Sân vườn (WCG) là một nguồn tài nguyên phong phú chocông nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối. Cà phê trên toàn cầutiêu thụ đều đặn đã tăng trong thập kỷ qua, đạtmột tiêu thụ hàng năm của 8,8 triệu tấn và dẫn đếnmột lượng lớn chất thải hữu cơ [2]. Đã có nhiềunhững nỗ lực trong việc sử dụng WCG nhưng hầu hết các phương pháp tạo ra sản phẩm phụđó nên được bỏ đi tại bãi chôn lấp hoặc cuối cùng đã[3e8]. ví dụ, Sena da Fonseca et al. [3] thấy rằngWCG có thể được thêm vào đất sét gốm sứ để tăng cường cơ khísức mạnh do độ hút nước tăng lên và độ xốp. Một sốNhóm nghiên cứu [4e8] nghiên cứu các tính chất hấp phụ củapolyhydroxy polyphenol nhóm chức trong WCG và WCGderivedChar vào kim loại nặng. Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu[9,10] nghiên cứu WCG cải cách với nhiệt phân để sản xuấtsinh học-dầu, mà sau đó có thể được xử lý để tổng hợp các giá trị caohóa chất. Gần đây, dầu diesel sinh học được sản xuất từ WCG [11,12],với các hàm lượng dầu, saponifiable chất béo, và thay đổi hồ sơ lipidtheo vị trí khu vực và pha kỹ thuật [12].Mặt khác, bằng cách sử dụng WCG làm nhiên liệu trong một tế bào nhiên liệu cacboncông nghệ với một chất điện phân rắn ôxít Hiển thị hình ảnh nhiều lợi thế.Công nghệ điện hóa này cung cấp hiệu quả cao hơnbởi vì nó không phải là tùy thuộc vào giới hạn Carnot [13]. Nó chủ yếu là sản xuấtCO2, mà có thể được bắt và tái sử dụng, và một nhỏsố lượng tro, từ đó kim loại và/hoặc các tài liệu khác có thểlà truy cập [14,15]. Ngoài ra, nó không yêu cầu trung gianCác bước chuyển đổi hoặc pretreatment, cải thiện quá trình tổng thểhiệu quả tương đối so với phương pháp thông thường [16e19]. BiomassbasedBon nhiên liệu tế bào có thể được phân loại bởi một điều trị nhiên liệuphương pháp: i. nhiên liệu là sinh khối carbonized [14,15, 20e22], ii. nhiên liệu như là mộtnhiên liệu sinh học gasified (tương tự như kỹ thuật của gasification tích hợptế bào nhiên liệu, IGFC) [23e26], và iii. nhiên liệu như một nhiên liệu sinh học không được điều trị[27]. trong khi đã có nghiên cứu trước đây sử dụng nhiên liệu sinh học dựa trêntế bào nhiên liệu cacbon như recapitulated ở trên, đây là báo cáo đầu tiên trênhiệu suất của các tế bào nhiên liệu WCG cung cấp, mà không cầntrước khi điều trị hoặc gasification.Trong nghiên cứu này, chúng tôi cho thấy quá trình oxy hóa điện trực tiếphiệu suất của WCG cung cấp dây, so với củacarbon đen (CB). Một phân tích chi tiết về thành phần hóa họcvà bản chất của WCG và carbonized WCG được thực hiện đểgiải thích hành vi điện của nó.

Kết quả (Việt) 2:

Bã cà phê chất thải (WCG) là nguồn tài nguyên dồi dào cho
công nghệ chuyển đổi sinh khối thành năng lượng. Cà phê trên toàn thế giới
tiêu thụ đã tăng lên đều đặn trong nhiều thập kỷ qua, đạt
mức tiêu thụ hàng năm là 8,8 triệu tấn và dẫn đến
một lượng lớn các chất thải hữu cơ [2]. Đã có nhiều
nỗ lực trong việc sử dụng WCG nhưng hầu hết các phương pháp tạo ra các sản phẩm phụ
nên được loại bỏ trong các bãi chôn lấp hoặc đốt cuối cùng
[3e8]. Ví dụ, Sena da Fonseca et al. [3] thấy rằng
WCG có thể được thêm vào những đồ gốm để tăng cường cơ khí
sức mạnh do tăng hấp thụ nước và độ xốp. Một số
nhóm nghiên cứu [4e8] điều tra các tính chất hấp phụ của
các nhóm chức năng polyphenol polyhydroxy trong WCG và WCGderived
char về kim loại nặng. Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu
[9,10] nghiên cứu WCG cải cách với nhiệt phân để sản xuất
dầu sinh học, mà sau đó có thể được xử lý để tổng hợp có giá trị cao
hóa chất. Gần đây, dầu diesel sinh học được sản xuất từ WCG [11,12],
với hàm lượng dầu, xà phòng hóa chất béo, và chuyển hóa lipid khác nhau
theo vị trí và khu vực sản xuất bia kỹ thuật [12].
Mặt khác, sử dụng WCG làm nhiên liệu trong một nhiên liệu carbon di động
công nghệ với một oxit điện phân rắn ám nhiều lợi thế.
công nghệ điện hóa này cung cấp hiệu quả cao hơn
vì nó không phụ thuộc vào giới hạn Carnot [13]. Nó chủ yếu là sản xuất
CO2, mà có thể được bắt và tái sử dụng, và một nhỏ
lượng tro, từ đó kim loại và / hoặc các vật liệu khác có thể
được lấy ra [14,15]. Ngoài ra, nó không yêu cầu trung gian
các bước chuyển đổi hoặc tiền xử lý, cải tiến quy trình tổng thể
hiệu quả so với phương pháp thông thường [16e19]. Biomassbased
tế bào nhiên liệu carbon có thể được phân loại theo một trị liệu
phương pháp: i. nhiên liệu như là một sinh khối carbon [14,15,20e22], ii. nhiên liệu như là một
sinh khối khí hóa (kỹ thuật tương tự như tích hợp khí hóa
tế bào nhiên liệu, IGFC) [23e26], và iii. nhiên liệu như là một sinh khối không được điều trị
[27]. Trong khi đã có các nghiên cứu trước đây sử dụng sinh khối
tế bào nhiên liệu carbon như tóm lược ở trên, đây là báo cáo đầu tiên về
các hoạt động của các tế bào nhiên liệu WCG-powered, mà không cần
điều trị trước hoặc khí hóa.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày trực tiếp oxi hóa điện hóa
hiệu suất của cực dương WCG-powered, so với của
carbon đen (CB). Một phân tích chi tiết về các thành phần hóa học
và tính chất của WCG và carbon WCG đã được thực hiện để
giải thích hành vi điện hoá của nó.