Νέα μέθοδος διάσπασης πλαστικού PET, με την χρήση της υγρασίας του αέρα

Οι επιστήμονες αναπτύσσουν νέα μέθοδο που το 94% του πλαστικού ανακυκλώνεται σε 4 ώρες, μια τεχνική που τροφοδοτείται από την υγρασία του αέρα.

Η νέα καινοτομία διάσπασης των πλαστικών

Αυτή η νέα, πιο βιώσιμη τεχνική προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη πορεία προς μια κυκλική οικονομία για τα πλαστικά. Ένας φθηνός καταλύτης ξεκινά τη διαδικασία με τη διάσπαση των δεσμών στο PET, το πιο κοινό πολυεστερικό πλαστικό.

Αυτό θα μπορούσε να είναι μια λύση στο παγκόσμιο πρόβλημα των πλαστικών. Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια απλή νέα μέθοδο αξιοποίησης της υγρασίας από τον αέρα για τη διάσπαση των απορριμμάτων.

Η διαδικασία ξεκινά με έναν φθηνό καταλύτη που διασπά τους δεσμούς στο τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πλαστικό στην οικογένεια των πολυεστέρων. Μόλις σπάσει, το υλικό απλώς εκτίθεται στον αέρα του περιβάλλοντος για να μεταφέρει το PET σε μονομερή – τα βασικά δομικά στοιχεία των πλαστικών.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτά τα μονομερή θα μπορούσαν στη συνέχεια να ανακυκλωθούν σε πιο πολύτιμα υλικά.

Οι δυνατότητες της νέας τεχνικής

Η νέα τεχνική, η οποία είναι ασφαλέστερη, φθηνότερη και πιο βιώσιμη από τις τρέχουσες μεθόδους ανακύκλωσης πλαστικών, προσφέρει έναν πολλά υποσχόμενο δρόμο για τη δημιουργία μιας κυκλικής οικονομίας για τα πλαστικά.

«Αυτό που είναι ιδιαίτερα συναρπαστικό στην έρευνά μας είναι ότι αξιοποιήσαμε την υγρασία από τον αέρα για να διασπάσουμε τα πλαστικά, επιτυγχάνοντας μια εξαιρετικά καθαρή και επιλεκτική διαδικασία», δήλωσε ο Yosi Kratish, ο οποίος είναι και ο συν-αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, σε δελτίο τύπου.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν καταλύτη μολυβδαινίου και ενεργό άνθρακα – και τα δύο φθηνά, άφθονα και μη τοξικά.

Για να ξεκινήσουν τη διαδικασία, συνδύασαν το PET με τον καταλύτη και τον ενεργό άνθρακα και στη συνέχεια θερμάνουν το μείγμα. Τα πλαστικά πολυεστέρα αποτελούνται από μεγάλα μόρια με επαναλαμβανόμενες μονάδες που συνδέονται με χημικούς δεσμούς. Μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα, αυτοί οι δεσμοί διαλύθηκαν.

Οι ερευνητές εξέθεσαν το κατακερματισμένο υλικό στον αέρα. Με ένα μόνο ίχνος υγρασίας, μεταμορφώθηκε σε τερεφθαλικό οξύ (TPA), έναν πολύτιμο πρόδρομο για τους πολυεστέρες. Το μόνο υποπροϊόν ήταν η ακεταλδεΰδη, μια εύκολα αφαιρούμενη βιομηχανική χημική ουσία με εμπορική αξία.

«Κατά μέσο όρο, ακόμη και σε σχετικά ξηρές συνθήκες, η ατμόσφαιρα περιέχει περίπου 10.000 έως 15.000 κυβικά χιλιόμετρα νερού», είπε ο Naveen Malik, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης.

«Η μόχλευση της υγρασίας του αέρα μας επιτρέπει να εξαλείψουμε τους χύδην διαλύτες, να μειώσουμε την εισροή ενέργειας και να αποφύγουμε τη χρήση επιθετικών χημικών ουσιών, καθιστώντας τη διαδικασία καθαρότερη και πιο φιλική προς το περιβάλλον».

Ο Kratish δήλωσε ότι το σύστημα λειτούργησε άψογα, αλλά απέτυχε όταν προστέθηκε επιπλέον νερό, καθώς η περίσσεια διέκοψε τη λειτουργία του. Η διατήρηση της σωστής ισορροπίας ήταν ζωτικής σημασίας και, τελικά, η φυσική υγρασία στον αέρα παρείχε την τέλεια ποσότητα.

Το πρόβλημα των πλαστικών

Τα πλαστικά PET, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευασίες τροφίμων και μπουκάλια ποτών, αντιπροσωπεύουν το 12% της παγκόσμιας κατανάλωσης πλαστικού. Συμβάλλει σημαντικά στη ρύπανση από πλαστικό λόγω της αντοχής του στη φυσική υποβάθμιση. Μετά τη χρήση, είτε καταλήγει σε χωματερές είτε αποικοδομείται σε μικροσκοπικά μικροπλαστικά ή νανοπλαστικά, μολύνοντας τα λύματα και τις υδάτινες οδούς.

Η ανακύκλωση πλαστικού παραμένει βασικός στόχος στην έρευνα, αλλά οι υπάρχουσες μέθοδοι βασίζονται συχνά σε ακραίες συνθήκες – όπως οι υψηλές θερμοκρασίες, η εντατική χρήση ενέργειας και οι σκληροί διαλύτες – που παράγουν τοξικά υποπροϊόντα. Οι καταλύτες όπως η πλατίνα και το παλλάδιο είναι ακριβοί και συμβάλλουν στο πρόβλημα των αποβλήτων. Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση, οι ερευνητές πρέπει να διαχωρίσουν τα ανακυκλωμένα υλικά από τους διαλύτες – μια διαδικασία που είναι χρονοβόρα και ενεργοβόρα.

Η διαδικασία είναι γρήγορη και αποτελεσματική, ανακτώντας το 94% του πιθανού TPA μέσα σε μόλις τέσσερις ώρες.

Η μέθοδος έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με μικτά πλαστικά, στοχεύοντας επιλεκτικά τους πολυεστέρες για ανακύκλωση. Αυτή η επιλεκτικότητα εξαλείφει την ανάγκη για προδιαλογή, προσφέροντας σημαντικό οικονομικό πλεονέκτημα στη βιομηχανία ανακύκλωσης.

Προχωρώντας προς τα εμπρός, οι ερευνητές στοχεύουν να κλιμακώσουν τη διαδικασία για βιομηχανικές εφαρμογές, διασφαλίζοντας ότι μπορεί να διαχειριστεί αποτελεσματικά μεγάλους όγκους πλαστικών απορριμμάτων. Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Green Chemistry, ένα περιοδικό που δημοσιεύεται από τη Βασιλική Εταιρεία Χημείας.

Πηγή: pagenews.gr