Invenție revoluționară. Un reactor transformă deșeurile din plastic în hidrogen gazos. Fără emisii de carbon

Un nou reactor transformă sticle, pungi și materiale plastice auto în hidrogen, iar problema carbonului rămâne blocată în materiale solide

Plasticul este peste tot în viața noastră în zilele de azi și este necesar pentru existența modernă a oamenilor.

Dar, din cauza cantității uriașe de plastic pe care o producem și o aruncăm, trebuie să găsim și modalități de a gestiona plasticul pe care nu îl mai folosim.

De la sticlele de apă și pungile pentru cumpărături până la bordurile automobilelor, reciclarea devine o provocare, mai ales pentru că fiecare tip de plastic trebuie separat în prealabil.

Reactorul produce hidrogen gazos cu puritate 90%

Observând acest lucru, oamenii de știință au reușit să conceapă un nou proces ingenios de laborator care poate introduce trei dintre cele mai comune tipuri de plastic într-un singur reactor. Acesta produce apoi hidrogen gazos cu o puritate de peste 90%.

Și nu este totul: procesul împiedică aproape toate emisiile directe de dioxid de carbon, deoarece carbonul este combinat cu materiale solide în timpul procesului, potrivit ecoticias.com.

Doar un procent infim - 9% - din plasticul aruncat este reciclat, în timp ce până la 79% ajunge la gropile de gunoi, iar 12% este incinerat. 

Aceasta nu este doar o risipă, ci și o modalitate extrem de problematică de a trata deșeurile, din cauza tuturor gazelor nocive produse.

Deocamdată însă, sortarea necesită personal instruit, ceea ce crește costurile și încetinește procesul de reciclare.

Prin urmare, deșeurile din plastic amestecat au o valoare foarte mică atunci când ajung, în cele din urmă, la instalația de eliminare.

Cele trei tipuri comune de plastic vizate acum sunt PET, PE și PP, adică, respectiv, tereftalat de polietilenă, polietilenă și polipropilenă.

Citește și: 200.000 de butoaie cu deșeuri radioactive, aruncate în Oceanul Atlantic. Cât de mult afectează mediul natural?

Acestea sunt printre cele mai comune componente ale materialelor plastice pe care le folosim în viața de zi cu zi - fie că este vorba despre sticle, pungi sau componente auto -  însă, în același timp, structura lor chimică face de obicei dificilă procesarea lor împreună.

O echipă formată din oameni de știință de la UCLA și Ewha Womans University a încercat o metodă cunoscută anterior sub denumirea de „tratare termică alcalină”.

În termeni mai simpli, acest lucru înseamnă că hidroxidul de sodiu, atunci când este încălzit, reacționează cu plasticul și contribuie la eliberarea hidrogenului.

Metoda a fost concepută pornind de la un proces anterior, neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon, care transforma biomasa, precum algele marine, în hidrogen.

Noua echipă a preluat această idee și a adaptat-o pentru plastic, descoperind că materialele PET pot produce hidrogen de o puritate foarte ridicată la temperaturi cu aproximativ 280–380 de grade Celsius mai mici decât cele necesare în cazul gazificării convenționale cu abur.

Când a fost consultată, coautoarea principală a studiului, Ah-Hyung „Alissa” Park, a declarat că echipa „rezolvă simultan două probleme globale urgente”: deșeurile din plastic se acumulează într-un ritm alarmant, iar hidrogenul curat este esențial pentru decarbonizarea sectorului energetic.

Determinarea materialelor plastice greu de prelucrat să reacționeze
„Încăpățânarea” este un termen folosit în mod obișnuit pentru comportamentul oamenilor, dar, cu puțină gimnastică mentală, el se potrivește și comportamentului materialelor plastice.

Citește și: Contaminare cu radiații de 70 de ori peste limita normală lângă România. Măsuri de urgență pentru cetățeni

În timp ce PET-urile conțin oxigen și reacționează mai ușor la tratamentul adaptat, atât PE, cât și PP prezintă o rezistență mult mai mare, din cauza structurii lor chimice stabile, care nu reacționează cu ușurință în condiții alcaline.

Pentru a depăși această problemă, cercetătorii au expus în mod ingenios materialele PE și PP la o temperatură mai moderată și la aer, înainte de desfășurarea reacției principale.

Procesul permite descompunerea mai ușoară a plasticului

Acest tratament preliminar a adăugat grupări care conțin oxigen la lanțurile de plastic, ceea ce, la rândul său, a intensificat acțiunea tratamentului alcalin și a permis descompunerea mai ușoară a acestora.

Odată activate, toate cele trei tipuri de plastic puteau fi procesate împreună. În termeni practici, acest lucru înseamnă că deșeurile nu mai trebuie supuse unei sortări atât de atente înainte de a fi introduse în reactor, ceea ce reduce considerabil costurile.

Hidroxidul de sodiu captează carbonul eliberat în timpul reacției și îl transformă în carbonat de sodiu solid, în loc să permită eliberarea lui sub formă de dioxid de carbon.

Rezultatul este că peste 75% din carbonul inițial ajunge sub formă de carbonați stabili sau reziduuri lichide organice, în timp ce mai puțin de 13% apare sub formă de gaz pur.

Carbonații de sodiu nu sunt foarte utili în forma lor inițială, însă, odată transformați în carbonați de calciu, aceștia pot fi utilizați într-o gamă mai largă de aplicații.

Blocarea carbonului în timpul acestei etape de recuperare înseamnă că o cantitate mai mică de carbon este eliberată în atmosferă, ceea ce contribuie, la rândul său, la menținerea unei atmosfere mai sănătoase.

Citește și: Scenariu apocaliptic legat de reactorul 4 de la Cernobîl. Pericol și pentru România. Ce catastrofă ar fi?

Experimentele anterioare care utilizau metode la temperatură scăzută funcționau cu adevărat doar în cazul materialelor plastice care conțin oxigen, precum PET.

Pe de altă parte, deși gazificarea la temperaturi ridicate poate procesa deșeuri amestecate, aceasta producea o cantitate mai mare de dioxid de carbon.

Astfel, rămânea o alegere dificilă între flexibilitatea procesului și nivelul emisiilor.

„Prin reducerea costurilor de sortare și a complexității procesului, această tehnologie are potențialul de a deveni o tehnologie esențială a următoarei generații”, a declarat coautorul studiului, Woo-Jae Kim.

Echipa este optimistă, însă cercetătorii au subliniat că mai sunt necesare studii pentru optimizarea procesului și pentru a determina dacă acesta poate fi competitiv din punct de vedere economic în afara laboratorului.