Düşük yoğunluklu plastik atıkları yakıta ve ham maddelere dönüştürmeye yönelik yeni bir yöntem, karbon döngüsünü kapatmaya yardımcı olmayı vaat ediyor. Kredi: Melanie Hess-Robinson’ın Sanatı | Pacific Northwest Ulusal Laboratuvarı
Yeni bir süreç, çok az yan ürünle, ılıman sıcaklıkta hızlı bir şekilde yakıt üretir.
Birbirine bağlı, potansiyel olarak yararlı birçok ham madde vardır. kullanılmış yüz maskelerinde, market poşetlerinde ve gıda paketlerinde. Ancak bu tek kullanımlık plastiklerden daha fazla üretmeye devam etmek, onları geri kazanıp geri dönüştürmekten çok daha ucuza geldi.
Şimdi, Enerji Bakanlığı’nın Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi şu kodu kırdı: bu kalıcı plastikleri parçalamaya yönelik önceki girişimleri engelledi. Science dergisinin bugünkü sayısında (23 Şubat 2023) keşiflerini bildirdiler.
Düşük sıcaklık ve reaksiyon kontrolü
Genellikle, geri dönüştürülen plastikler için “kırma” veya sağlam ve sağlam olanın birbirinden ayrılması gerekir. onları çevrede çok kalıcı kılan bağlar. Bu parçalama aşaması yüksek sıcaklıklar gerektirir, bu da onu pahalı ve enerji yoğun hale getirir.
Buradaki yenilik, parçalama aşamasını, istenmeyen yan ürünler olmaksızın sıvı benzin benzeri bir yakıta dönüştürmeyi hemen tamamlayan ikinci bir reaksiyon aşamasıyla birleştirmektir. İkinci reaksiyon adımı, alkilasyon katalizörleri olarak bilinenleri kullanır. Bu katalizörler, benzinin oktan oranını iyileştirmek için şu anda petrol endüstrisi tarafından uygulanan bir kimyasal reaksiyon sağlar.
Mevcut çalışmada çok önemli olan, alkilasyon reaksiyonu, oda sıcaklığına yakın tek bir reaksiyon kabında kraking adımını hemen takip eder ( 70 derece C/158 derece F).
Plastik gibi düşük yoğunluklu polietilen ürünler (LDPE, plastik reçine kodu #4) için yeni geliştirilmiş bir plastik ileri dönüşüm süreci çalışıyor filmler ve sıkılabilir şişeler ve polipropilen ürünleri (PP, plastik reçine kodu #5), tipik olarak Amerika Birleşik Devletleri’ndeki kaldırım kenarındaki geri dönüşüm programlarında toplanmaz. Kredi: Sara Levine tarafından Animasyon | PNNL
PNNL’de bir çalışma yazarı ve kimyager olan Oliver Y. Gutiérrez, “Bağları kırmak için çatlamak, bunların kontrolsüz bir şekilde başka bir bağ oluşturmasına neden olur ve bu, diğer yaklaşımlarda bir sorundur” dedi. “Buradaki gizli formül, sistemimizde bir bağı bozduğunuzda, size istediğiniz nihai ürünü verecek şekilde hedeflenmiş bir şekilde hemen başka bir bağ kurmanızdır. Düşük sıcaklıkta bu dönüşümü mümkün kılan sır da budur.”
Almanya’daki Münih Teknik Üniversitesi’nden bilim adamlarının liderliğindeki araştırma ekibi, araştırmalarında, bilim insanları tarafından yapılan ayrı, son gelişmelere işaret etti. Kıdemli bir yazar olan Johannes Lercher, “Endüstrinin bu gelişmekte olan alkilasyon katalizörlerini başarılı bir şekilde kullanması, bunların istikrarlı ve sağlam doğasını gösteriyor” dedi. çalışmanın başkanı, PNNL’nin Entegre Kataliz Enstitüsü müdürü ve TUM’da kimya profesörü. “Bu çalışma, uygulamaya önerilen pek çok diğerinden daha yakın olan, atık plastiğin karbon döngüsünü kapatmak için pratik ve yeni bir çözüme işaret ediyor.”
Araştırmacılar, çalışmalarında bulgularının bir sınırlamasına dikkat çekiyor. İşlem, plastik filmler ve sıkılabilir şişeler gibi düşük yoğunluklu polietilen ürünler (LDPE, plastik reçine kod #4) ve tipik olarak kaldırım kenarı geri dönüşüm programlarında toplanmayan polipropilen ürünler (PP, plastik reçine kod #5) için çalışır. Birleşik Devletlerde. Yüksek yoğunluklu polietilen (HPDE, plastik reçine kodu #2), katalizörün kırması gereken bağlara erişmesini sağlamak için bir ön işlem gerektirir.
Atık plastiği geleceğin yakıtı ve yeni ürünler olarak görme
{6 }Petrol bazlı plastik atık, kullanışlı dayanıklı malzemeler ve yakıtlar için başlangıç malzemesi olarak hizmet edebilen kullanılmayan bir kaynaktır. Her yıl dünya çapında üretilen 360 milyon ton plastiğin yarısından fazlası bu çalışmada hedeflenen plastiklerdir. Ancak bir plastik dağına bakıp değerini görmek, bir yenilikçinin zihniyetini, bir kimyagerin yaratıcılığını ve bir realistin ilgili ekonomi anlayışını gerektirir. Bu bilim adamları, uzmanlıklarını kimyasal bağları verimli bir şekilde kırma konusunda uygulayarak dinamiği değiştirmeye çalışıyorlar.
“Kalıcı atık plastik sorununu çözmek için, onu toplamanın daha mantıklı olduğu kritik bir noktaya ulaşmamız gerekiyor ve tek kullanımlık olarak değerlendirmektense kullanmak üzere iade edin,” dedi Lercher. “Burada, bu dönüşümü ılıman koşullarda hızlı bir şekilde yapabileceğimizi gösterdik; bu da, bu devrilme noktasına ilerlemek için teşviklerden birini sağlıyor.”
Referans: “Poliolefinlerin düşük sıcaklıkta sıvıya dönüştürülmesi alkanes via tandem cracking-alkilasyon” 24 Şubat 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.ade7485
24 Şubat 2023’te yayınlanan bu araştırma çalışması, Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi.