Czwartek 24.10.2019

Jak zamienić plastikowe śmieci w coś wartościowego?

Jednorazowe tworzywa sztuczne mogą mieć większą wartość niż nam się wydaje. Naukowcy opracowali nową metodę upcyklingu pozornie bezużytecznych odpadów z tworzyw sztucznych w wysokiej jakości produkty płynne, takie jak oleje silnikowe, smary, detergenty, a nawet kosmetyki.



fot. shutterstockfot. shutterstock

Kenneth Poeppelmeier, Aaron Sadow, Massimiliano Delferro i współpracownicy z Northwestern University w Illinois w USA opracowali technikę chemiczną, rozbijającą wiązania, które sprawiają, że polietylentworzywo sztuczne najczęściej używane w produkcji plastikowych toreb – nie jest już tak niezniszczalny.
„Nasz zespół z przyjemnością odkrył tę nową technologię, która pomoże nam wyprzedzić rosnący problem gromadzenia się odpadów z tworzyw sztucznych” ‒ powiedział prof. Kenneth R. Poeppelmeier z Northwestern. „Nasze odkrycia mają szerokie implikacje dla rozwoju przyszłości, w której będziemy mogli nadal korzystać z tworzyw sztucznych, ale w taki sposób, który jest zrównoważony i mniej szkodliwy dla środowiska i potencjalnie dla zdrowia ludzkiego”.  

Każdego roku na świecie powstaje 380 milionów ton plastiku. A ponieważ rynek tworzyw sztucznych stale rośnie, wielu analityków przewiduje, że do 2050 roku produkcja może wzrosnąć czterokrotnie. Ponad 75% tych tworzyw sztucznych, zaraz po użyciu jest wyrzucana do kosza. Wiele z nich trafia do oceanów i rzek.  

„Istnieją pewne rzeczy, które możemy zrobić jako społeczeństwo, aby zmniejszyć zużycie tworzyw sztucznych” ‒ powiedział Aaron Sadow. „Ale zawsze będą przypadki, w których tworzywa sztuczne są trudne do wymiany, więc naprawdę chcemy zobaczyć, co możemy zrobić, aby znaleźć wartość w odpadach”.

Podczas gdy tworzywa sztuczne można stopić i ponownie przetworzyć, ten rodzaj recyklingu daje materiały o niższej wartości, które nie są tak wytrzymałe strukturalnie jak materiał oryginalny.

Silne wiązania, które łączą ze sobą długie łańcuchy wielu powszechnie stosowanych polimerów z tworzyw sztucznych, są podstawowym powodem ich niezwykle użytecznych właściwości. Niestety są one również przyczyną jego niesławnej długowieczności - właśnie dlatego degradacja plastiku trwa tak długo. Podczas gdy niektórzy postrzegają te silne wiązania jako problem, zespół Northwestern, Argonne National Laboratory i Ames Laboratory dostrzegli to jako szansę.

Naukowcy osadzili nanocząsteczki platyny na nośniku tytanianu strontu. Przy umiarkowanym ciśnieniu i temperaturze katalizator odciął wiązania węgiel-węgiel w polietylenie, aby uzyskać wysokiej jakości ciekłe węglowodory.

Proces dosłownie„tnie” polimer z tworzywa sztucznego, zamieniając go w płynny olej. Jest to sprytna technika katalityczna wykorzystująca nanocząstki metalu do cięcia polimeru, chemicznie przekształcając go w ciecz. Co ważne, ten płyn ma zastosowanie i wartość. Można ją stosować w oleju silnikowym, smarach lub woskach lub dalej przetwarzać w celu wytworzenia składników detergentów i kosmetyków.

„Na przykład woski są stosowane w powłokach w celu polepszenia izolacji elektrycznej, stabilności termicznej, stabilności tarcia oraz odporności na ciepło i chemikalia” ‒ wyjaśnili naukowcy w artykule opublikowanym w środę w czasopiśmie American Chemical Society ACS Central Science.

Kontrastuje to z dostępnymi w handlu katalizatorami, które wytwarzały produkty o niższej jakości z wieloma krótkimi węglowodorami, ograniczając ich przydatność. Jeszcze lepiej: metoda katalityczna generuje znacznie mniej odpadów. Z kolei metody recyklingu, które topią plastik lub wykorzystują konwencjonalne katalizatory, wytwarzają gazy cieplarniane i toksyczne produkty uboczne.
Przekształcenie fali odpadów z tworzyw sztucznych w coś o wyższej wartości ‒ paliwa lub nowe materiały ‒ jest obiecującym przedsięwzięciem biznesowym. Nazywa się to recyklingiem chemicznym ‒ i różni się od recyklingu czysto mechanicznego. Recykling chemiczny tworzy coś chemicznie odmiennego ‒ coś nowego i pożytecznego.

Jeśli ta technologia zostanie szybko skomercjalizowana, być może w przyszłości będziemy mogli kupić detergent wykonany ze starej plastikowej torby.
Ekologia.pl

Bibliografia

  1. Gokhan Celik, Robert M. Kennedy, Ryan A. Hackler, Magali Ferrandon, Akalanka Tennakoon, Smita Patnaik, Anne M. LaPointe, Salai C. Ammal, Andreas Heyden, Frédéric A. Perras, Marek Pruski, Susannah L. Scott, Kenneth R. Poeppelmeier, Aaron D. Sadow, Massimil; “Gokhan Celik et al. Upcycling Single-Use Polyethylene into High-Quality Liquid Products. ”; ACS Central Science, 2019 DOI: 10.1021/acscentsci.9b00722;
Ocena (5.0) Oceń:
Pasaż zakupowy