Plasticul a devenit o parte integrantă a vieții moderne. Cu toate acestea, odată aruncat, este unul dintre cele mai dificil de reciclat materiale de pe Pământ.
Potrivit Phys.org, o echipă de oameni de știință, condusă în comun de cercetători de la Școala de Inginerie Samueli de la Universitatea din California, Los Angeles, și de la Universitatea Feminină Ewha din Coreea de Sud, a demonstrat o nouă abordare chimică care transformă un amestec de trei materiale plastice comune direct în combustibil pe bază de hidrogen de înaltă puritate, la temperaturi semnificativ mai scăzute decât gazificarea tradițională.
Studiul, publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, arată că procesarea termică alcalină – un proces în care hidroxidul de sodiu reacționează cu materialul organic sub influența căldurii, stimulând eliberarea de hidrogen – permite reciclarea eficientă a deșeurilor mixte de tereftalat de polietilenă, polietilenă și polipropilenă într-un singur reactor, producând hidrogen cu o puritate de peste 90%, fără a fi nevoie să se separe materialele plastice.
„Abordăm simultan două provocări globale presante: deșeurile de plastic se acumulează într-un ritm alarmant, iar hidrogenul curat este esențial pentru decarbonizarea sectorului energetic. Această tehnologie abordează ambele provocări într-un mod creativ și scalabil”, au declarat coautorul A-Hyun (Alyssa) Park, Ronald și Valerie Sugar, decanul Școlii de Inginerie Samueli de la UCLA.
Acest proces a fost adaptat dintr-o metodă dezvoltată inițial de Park și coautorul Woo-Jae Kim, profesor de inginerie chimică și știința materialelor la Universitatea Ewha Womans, ca o modalitate neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon de a converti biomasa, cum ar fi algele marine, în hidrogen gazos. În experimentele lor, oamenii de știință au folosit un proces modificat de tratament termic alcalin pentru a converti materialele plastice în hidrogen de înaltă puritate.
Această abordare a permis producerea unei cantități semnificativ mai mari de hidrogen din tereftalat de polietilenă la temperaturi cu 300-400 de grade Celsius mai mici decât gazificarea tradițională cu abur.
Oamenii de știință au observat că polietilena și polipropilena, spre deosebire de tereftalatul de polietilenă, au fost inițial mai puțin eficiente în producerea de hidrogen gazos. Pentru a activa aceste materiale, cercetătorii au dezvoltat un pretratament termic oxidativ, în care materialele plastice sunt expuse pentru scurt timp la o încălzire moderată în aer înainte de reacția principală.
Experimentele au arătat că toate cele trei tipuri de plastic s-au descompus eficient. Carbonul eliberat în timpul reacției a fost captat de reactivul hidroxid de sodiu și transformat în carbonat de sodiu solid, în loc să scape în atmosferă sub formă de dioxid de carbon.
Analiza a arătat că peste 75% din carbonul original din plastic a fost transformat fie în carbonat stabil, fie în reziduri organice lichide. Mai puțin de 13% a fost eliberat sub formă gazoasă, iar emisiile directe de carbon în atmosferă în timpul reacției au fost neglijabile.
În plus, carbonatul de sodiu poate fi transformat în carbonat de calciu printr-un proces simplu de extracție, fixând permanent carbonul într-un mineral utilizat pe scară largă în industriile caracterizate în mod tradițional de o intensitate ridicată a carbonului.
Anterior, oamenii de știință au creat un nou tip de plastic care poate fi programat să se autodistrugă. Acesta conține un consorțiu de microorganisme.
Bacteriile Bacillus subtilis au fost programate separat cu o secvență genetică capabilă să secrete două enzime complementare care degradează plasticul: lipaza Candida antarctica, responsabilă de ruperea lanțurilor aleatorii, și lipaza Burkholderia cepacia, responsabilă de depolimerizarea secvențială.
