Naukowcy opracowali nowy, energooszczędny i ekologiczny sposób na wytwarzanie paliwa z plastikowych odpadów. Relacjonują, że korzyść z tego może być podwójna – ekologiczne paliwo i zmniejszenie zanieczyszczeń.
Jak przypominają eksperci z University of Delaware (USA), tworzywa sztuczne są cenione za swoją trwałość, ale ta cecha sprawia również, że wyjątkowo trudno rozkładają się w środowisku. Drobne fragmenty tworzyw, znane jako mikroplastik, utrzymują się w glebie, wodzie i powietrzu, stanowiąc zagrożenie dla ekosystemów i zdrowia ludzi. Tradycyjny recykling przetwarza plastik na nowe produkty, jednak za każdym razem materiał traci na jakości z powodu zanieczyszczeń i degradacji polimerów.
Co więcej, sam recykling nie jest w stanie nadążyć za rosnącą ilością globalnych odpadów.
Tymczasem wspomniani eksperci opracowali nowy typ katalizatora. Jest on oparty na nanocząstkach i przyspiesza przekształcanie plastikowych odpadów w paliwa ciekłe. Jednocześnie w porównaniu z obecnie stosowanymi metodami ogranicza on powstawanie niepożądanych produktów ubocznych.
– Zamiast pozwalać, by tworzywa sztuczne piętrzyły się jako odpady, upcykling traktuje je jak paliwa stałe, które można przekształcić w użyteczne paliwa ciekłe i chemikalia, oferując szybsze, bardziej wydajne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie – powiedziała prof. Dongxia Liu, główna autorka badania opisanego w magazynie „Chem Catalysis”.
Mówiąc ściślej, nowy enzym przyspiesza kluczową reakcję przetwarzania plastiku – hydrogenolizę, w której z pomocą wodoru przekształca się stałe polimery w ciekłe paliwa.
Swój wynalazek naukowcy przetestowali na polietylenie o niskiej gęstości – tworzywie sztucznym często używanym np. w torbach na zakupy i plastikowych foliach. W małym reaktorze ciśnieniowym zespół połączył tworzywo z katalizatorem i gazem wodorowym, a następnie podgrzał mieszaninę, topiąc plastik do postaci gęstego syropu. Reakcja zachodziła niemal dwukrotnie szybciej, niż przy wykorzystaniu wcześniejszych metod hydrogenolizy.
Katalizator wykazał również wysoką selektywność, umożliwiając ukierunkowaną produkcję paliw ciekłych przy jednoczesnym minimalizowaniu niepożądanych produktów ubocznych, takich jak silny gaz cieplarniany – metan.
– Udało nam się wytworzyć materiał, który nie tylko przyspiesza proces konwersji, ale także poprawia jakość uzyskiwanych paliw. Ten postęp pokazuje potencjał nanostrukturalnych katalizatorów mezoporowatych w doskonaleniu upcyklingu plastiku – podkreśla prof. Liu.
Teraz zespół planuje dalsze udoskonalanie katalizatora oraz opracowanie szerszej biblioteki podobnych katalizatorów przeznaczonych do różnych rodzajów tworzyw sztucznych. Naukowcy mają nadzieję na współpracę z partnerami z przemysłu, która pozwoli na przekształcanie odpadów plastikowych w cenny zasób – paliwa i wartościowe chemikalia.
źródło: PAP / fot: envato.elements