Tworzywa sztuczne są wszechobecne we współczesnym życiu – wykorzystuje się je między innymi do produkcji butelek na wodę, toreb na zakupy czy desek rozdzielczych samochodów. Kiedy jednak wykonane z nich produkty trafiają do odpadów, ich recykling staje się wyjątkowo trudny. Tradycyjne metody wymagają zazwyczaj, aby pracownicy lub maszyny najpierw posegregowali tworzywa według rodzaju, co zwiększa koszty i komplikuje cały proces. Trudności te pomagają wyjaśnić, dlaczego recyklingowi poddaje się zaledwie 9 proc. wyrzucanych tworzyw sztucznych. Około 79 proc. trafia na składowiska odpadów, a kolejne 12 proc. jest spalane, co prowadzi do emisji dwutlenku węgla do atmosfery.
Czytaj więcej
Rosnąca góra plastikowych śmieci to nie tylko problem, ale i okazja. Naukowcy opracowali metodę przekształcania plastiku z butelek w materiał tward...
Mieszane odpady z plastiku zamienione w czysty wodór
Naukowcy zaprezentowali proces chemiczny, który pozwala bezpośrednio przekształcić mieszaninę trzech powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych w paliwo wodorowe o wysokiej czystości. Zespół kierowany wspólnie przez badaczy z UCLA Samueli School of Engineering oraz Uniwersytetu Żeńskiego Ewha w Korei Południowej przeprowadził ten proces w temperaturze znacznie niższej niż wymagana przy tradycyjnym zgazowaniu – pisze portal ScienceDaily.
Metoda zapobiega również przedostawaniu się węgla do atmosfery w postaci dwutlenku węgla. Zamiast tego duża część węgla zostaje wychwycona i zmagazynowana w stałej postaci mineralnej.
Badania koncentrują się na metodzie znanej jako alkaliczna obróbka termiczna, w skrócie ATT. W procesie tym wodorotlenek sodu pod wpływem ciepła reaguje z materiałem organicznym, uruchamiając reakcje chemiczne prowadzące do powstania wodoru.
Czytaj więcej
Poszukiwanie materiałów przyjaznych dla środowiska to prawdziwy wyścig. Tworzywa sztuczne stwarzają poważne problemy dla środowiska, przede wszystk...
ScienceDaily informuje, że naukowcy wykazali, iż alkaliczna obróbka termiczna może jednocześnie przetwarzać w jednym reaktorze mieszaninę odpadów z politereftalanu etylenu, czyli PET, polietylenu, czyli PE, oraz polipropylenu, czyli PP. Uzyskany wodór miał czystość przekraczającą 90 proc., a tworzyw nie trzeba było wcześniej rozdzielać.
– Rozwiązujemy jednocześnie dwa pilne globalne problemy – powiedziała Ah-Hyung „Alissa” Park, współautorka korespondencyjna badania, dziekan UCLA Samueli oraz profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej. – Odpady z tworzyw sztucznych gromadzą się w alarmującym tempie, a czysty wodór jest niezbędny do dekarbonizacji energetyki. Ta technologia pozwala zmierzyć się z oboma wyzwaniami w twórczy sposób, który można rozwijać na większą skalę – wyjaśniła.
Wodorotlenek sodu zatrzymuje węgiel z tworzyw
Park oraz drugi autor badania, Woo-Jae Kim, profesor inżynierii chemicznej i materiałoznawstwa na Uniwersytecie Żeńskim Ewha, pierwotnie opracowali ten proces jako neutralną pod względem emisji dwutlenku węgla metodę produkcji wodoru z biomasy, między innymi z wodorostów.
Czytaj więcej
Ilość „produkowanych” rocznie odpadów elektrycznych i elektronicznych – od pralek i tosterów po tablety, smartfony i urządzenia GPS – wzrośnie do 7...
Na potrzeby nowych badań naukowcy dostosowali metodę do przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych. Testy laboratoryjne wykazały, że zmodyfikowany proces skutecznie przekształca PET, PE i PP w wodór o wysokiej czystości.
Podczas reakcji wodorotlenek sodu wychwytuje węgiel uwalniany z tworzyw sztucznych i przekształca go w stały węglan sodu. Dzięki temu węgiel nie wydostaje się z reaktora do atmosfery w postaci dwutlenku węgla – wyjaśnia ScienceDaily.
Analiza przeprowadzona po zakończeniu reakcji wykazała, że ponad 75 proc. węgla pierwotnie zawartego w tworzywach trafiło do stabilnych związków węglanowych lub ciekłych pozostałości organicznych. Mniej niż 13 proc. znalazło się w fazie gazowej, a ilość dwutlenku węgla uwolnionego bezpośrednio do atmosfery podczas reakcji była znikoma.
Czytaj więcej
Naukowcy opracowali metodę przerobu odpadów z tworzyw sztucznych, takich jak kartony po mleku, pojemniki na żywność i plastikowe torby.
Inne niskotemperaturowe metody produkcji wodoru z odpadów z tworzyw sztucznych mają istotne ograniczenia. Fotoreforming wykorzystujący energię słoneczną oraz konwersja elektrochemiczna działają zazwyczaj wyłącznie w przypadku tworzyw zawierających tlen, takich jak PET. Oznacza to, że polietylen i polipropylen pozostają poza tymi procesami, mimo że należą do najczęściej występujących tworzyw w globalnym strumieniu odpadów.
Technologia może ułatwić recykling plastiku
Nowy proces może przetwarzać mieszane tworzywa sztuczne, przebiegać w stosunkowo niskiej temperaturze i wychwytywać większość węgla, zamiast uwalniać go do atmosfery. Nie wymaga również wcześniejszego rozdzielania odpadów według rodzaju tworzywa.
Ograniczenie kosztów sortowania oraz uproszczenie całego procesu mogą pomóc w pokonaniu głównych barier stojących dotąd na drodze do komercyjnego wykorzystania podobnych technologii. Zdaniem naukowców metoda ta może stać się rozwiązaniem nowej generacji, wspierającym zarówno rozwój gospodarki wodorowej, jak i gospodarki o obiegu zamkniętym.
Technologia nie jest jednak jeszcze gotowa do powszechnego zastosowania. Potrzebne są dalsze badania, które pozwolą udoskonalić proces i ustalić, czy produkcja wodoru na skalę komercyjną będzie opłacalna.
