Η τεχνολογία θα μπορούσε να συμβάλει τόσο στην αποτελεσματικότερη ανακύκλωση των πλαστικών όσο και στην παραγωγή καθαρής ενέργειας, αντιμετωπίζοντας δύο σημαντικές περιβαλλοντικές προκλήσεις ταυτόxρονα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS). Παρά την ευρεία χρήση του πλαστικού στην καθημερινή ζωή, η ανακύκλωση του παραμένει ιδιαίτερα δύσκολη. Σήμερα απαιτείται ο διαχωρισμός των διαφορετικών τύπων πλαστικού πριν από την επεξεργασία τους μια διαδικασία που είναι χρονοβόρα και δαπανηρή.
Ως αποτέλεσμα:
* μόλις το 9% των πλαστικών απορριμμάτων ανακυκλώνεται,
* περίπου το 79% καταλήγει σε χώρους υγειονομικής ταφής,
* ενώ το 12% καίγεται, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Μετατροπή πλαστικών σε υδρογόνο
Η νέα μέθοδος βασίζεται σε μια διαδικασία που ονομάζεται αλκαλική θερμική επεξεργασία (ATT). Σε αυτήν θερμαινόμενο υδροξείδιο του νατρίου (καυστική σόδα) αντιδρά με οργανικά υλικά και παράγει υδρογόνο. Οι επιστήμονες κατάφεραν να επεξεργαστούν ταυτόχρονα τρεις από τους πιο συνηθισμένους τύπους πλαστικού χωρίς να χρειάζεται προηγουμένως να διαχωριστούν:
* PET (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, όπως τα μπουκάλια αναψυκτικών)
* πολυαιθυλένιο (PE)
* πολυπροπυλένιο (PP)
Το παραγόμενο υδρογόνο είχε καθαρότητα μεγαλύτερη από 90%
Λειτουργεί σε χαμηλότερες θερμοκρασίες
Σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους αεριοποίησης, η νέα διαδικασία λειτουργεί σε θερμοκρασίες 300 έως 400 βαθμούς Κελσίου χαμηλότερες, γεγονός που μειώνει σημαντικά τις ενεργειακές απαιτήσεις. Η καθηγήτρια Χημικής Μηχανικής του αμερικανικού πανειστημίου UCLA Άλισα Παρκ, μία από τις επικεφαλής της μελέτης, δήλωσε:
«Λύνουμε ταυτόχρονα δύο επείγοντα παγκόσμια προβλήματα. Τα πλαστικά απόβλητα συσσωρεύονται με ανησυχητικούς ρυθμούς και το καθαρό υδρογόνο είναι απαραίτητο για την απανθρακοποίηση της ενέργειας. Η τεχνολογία αυτή αντιμετωπίζει και τις δύο προκλήσεις με δημιουργικό και επεκτάσιμο τρόπο».
Η δυσκολία
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το PET μετατρεπόταν εύκολα σε υδρογόνο. Αντίθετα, το πολυαιθυλένιο και το πολυπροπυλένιο ήταν πιο ανθεκτικά, επειδή η χημική τους δομή αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από ισχυρούς δεσμούς άνθρακα και υδρογόνου.
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, πρόσθεσαν ένα στάδιο θερμικής οξείδωσης, κατά το οποίο τα πλαστικά θερμαίνονται για σύντομο χρονικό διάστημα παρουσία αέρα. Η διαδικασία αυτή δημιουργεί χημικές ομάδες που επιτρέπουν στο υδροξείδιο του νατρίου να διασπάσει αποτελεσματικά τα πολυμερή.
Ο άνθρακας δεν καταλήγει στην ατμόσφαιρα
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της νέας μεθόδου είναι ότι ο άνθρακας των πλαστικών δεν μετατρέπεται κυρίως σε διοξείδιο του άνθρακα. Αντίθετα δεσμεύεται από το υδροξείδιο του νατρίου και μετατρέπεται σε ανθρακικό νάτριο, ένα στερεό υλικό.
Η ανάλυση έδειξε ότι πάνω από το 75% του άνθρακα παρέμεινε σε σταθερές στερεές ή υγρές ενώσεις, λιγότερο από το 13% πέρασε στην αέρια φάση ενώ οι άμεσες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ήταν πρακτικά αμελητέες. Στη συνέχεια το ανθρακικό νάτριο μπορεί να μετατραπεί σε ανθρακικό ασβέστιο, ένα σταθερό ορυκτό που χρησιμοποιείται ήδη σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, προσφέροντας μια μορφή μόνιμης αποθήκευσης του άνθρακα.
Πλεονεκτήματα έναντι των σημερινών τεχνολογιών
Οι υπάρχουσες μέθοδοι παραγωγής υδρογόνου από πλαστικά παρουσιάζουν σημαντικούς περιορισμούς. Οι τεχνικές που βασίζονται στο ηλιακό φως ή σε ηλεκτροχημικές αντιδράσεις λειτουργούν κυρίως με πλαστικά όπως το PET και όχι με πολυαιθυλένιο ή πολυπροπυλένιο, που αποτελούν μεγάλο μέρος των απορριμμάτων.
Από την άλλη πλευρά, η συμβατική αεριοποίηση μπορεί να επεξεργαστεί ανάμεικτα πλαστικά, αλλά παράγει μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η νέα μέθοδος είναι η πρώτη που συνδυάζει:
* επεξεργασία μικτών πλαστικών χωρίς διαχωρισμό
* παραγωγή υδρογόνου υψηλής καθαρότητας
* ταυτόχρονη δέσμευση του άνθρακα αντί για εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα
Επόμενο βήμα η εμπορική αξιοποίηση
Παρότι τα αποτελέσματα είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο. Οι επιστήμονες σκοπεύουν να βελτιώσουν περαιτέρω την απόδοσή της και να αξιολογήσουν αν μπορεί να εφαρμοστεί με οικονομικά βιώσιμο τρόπο σε βιομηχανική κλίμακα.
Εφόσον αυτό επιτευχθεί, η νέα μέθοδος θα μπορούσε να αποτελέσει μια σημαντική τεχνολογία τόσο για την οικονομία του υδρογόνου όσο και για την κυκλική οικονομία, μετατρέποντας δύσκολα ανακυκλώσιμα πλαστικά απόβλητα σε πολύτιμη καθαρή ενεργειακή πρώτη ύλη.
Naftemporiki.gr
The post Νέα μέθοδος μετατρέπει πλαστικά σκουπίδια σε υδρογόνο appeared first on SciNews.eu.
