Un nou catalizator ar putea schimba modul în care reciclăm plasticul

Un nou catalizator ar putea schimba modul în care reciclăm plasticul. De fiecare dată când aruncăm un bidon de lapte, o sticlă de sos pentru salată sau o pungă de plastic, contribuim la o problemă de reciclare de care cei mai mulți dintre noi nici nu își dau seama.

Aceste plastice obișnuite – folosite o singură dată și apoi aruncate – sunt fabricate din poliolefine. Sunt peste tot. Și sunt aproape imposibil de reciclat fără un efort uriaș, sortare riguroasă și multă energie.

Dar acum, o echipă de chimiști ar putea fi găsit o soluție – iar totul începe cu puțin ajutor din partea nichelului.

Modul în care reciclăm plasticul

Majoritatea eforturilor de reciclare a plasticului se lovesc de un zid în momentul în care diferite tipuri de plastic se amestecă. Poliolefinele – inclusiv polietilena și polipropilena – reprezintă cea mai mare parte a plasticelor folosite zilnic, precum sticlele de șampon, ambalajele pentru gustări sau cutiile de suc.

Toate acestea însumează peste 220 de milioane de tone în fiecare an la nivel global. Totuși, mai puțin de 10% din deșeurile de poliolefine ajung vreodată reciclate. Adesea, procentul real este mai aproape de 1%. Aceste materiale sunt create să reziste, iar structura lor chimică le face extrem de dificile de descompus.

Legăturile carbon-carbon care țin împreună poliolefinele sunt incredibil de greu de rupt. De aceea persistă în gropile de gunoi – și în mediu – timp de decenii, degradându-se treptat în microplastice dăunătoare.

Pentru a recicla poliolefinele, fiecare piesă trebuie sortată după tip. Chiar și o mică greșeală – precum un capac de suc ajuns în containerul de dressing pentru salată – poate compromite un întreg lot. Resturile alimentare, alte materiale sau chiar un tip diferit de plastic pot trimite totul direct la groapa de gunoi.

O metodă mai inteligentă de descompunere

Aici intervine noua descoperire. Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au creat un catalizator – o substanță care accelerează o reacție chimică – ce vizează poliolefinele și le descompune curat și eficient.

Catalizatorul folosește nichel – un metal comun, ieftin și ușor de obținut. Până acum, multe procese similare se bazau pe metale rare și scumpe, precum platina sau paladiul. Însă acestea nu sunt suficiente pentru a face față problemei plastice la scara necesară.

În loc să încălzească plasticul la temperaturi extreme (unele metode ajung la 700°C), noul proces utilizează un catalizator cu nichel unic și gaz de hidrogen pentru a transforma plasticul în produse utile – precum uleiuri, ceară sau combustibili.

Aceste subproduse pot fi transformate în lubrifianți, lumânări sau alte produse valoroase. Așadar, nu este vorba doar de eliminarea deșeurilor, ci și de a crea ceva util din ele.

Reciclarea plasticului cu nichel

Cheia acestei descoperiri este precizia. În timp ce alți catalizatori pe bază de nichel acționează ca niște ciocane, zdrobind totul fără control, acesta funcționează mai degrabă ca un bisturiu. Țintește anumite legături din structura plasticului.

Cu alte cuvinte, catalizatorul poate distinge între diferite tipuri de poliolefine, chiar și atunci când sunt amestecate, și le poate descompune selectiv.

„Comparativ cu alți catalizatori pe bază de nichel, procesul nostru folosește un catalizator unic care funcționează la o temperatură cu 100 de grade mai mică și la o presiune a gazului de hidrogen la jumătate”, a explicat Yosi Kratish, unul dintre cercetători.

„De asemenea, folosim de 10 ori mai puțin catalizator, iar activitatea noastră este de 10 ori mai mare. Deci câștigăm pe toate fronturile.”

Depășirea celor mai mari obstacole

Unul dintre cele mai mari obstacole în reciclarea plasticului amestecat este clorura de polivinil (PVC). Este utilizată în țevi, pardoseli și echipamente medicale – și, atunci când este încălzită, eliberează gaz clorură de hidrogen. Acest gaz distruge majoritatea catalizatorilor și oprește procesul de reciclare.

Dar noul catalizator nu doar că a rezistat în contact cu PVC-ul, ci chiar a funcționat mai bine.

„Adăugarea PVC-ului într-un amestec de reciclare a fost întotdeauna interzisă”, a spus Kratish. „Dar, se pare, procesul nostru devine chiar mai eficient. Cu siguranță nu era ceva la care să se aștepte cineva.”

Chiar și atunci când PVC-ul reprezenta 25% din amestec, catalizatorul a continuat să funcționeze – ba chiar mai bine. Este o premieră.

Un scurtcircuit pentru reciclarea plasticului

Ideea de a sări peste etapa de sortare este uriașă, potrivit Nature Chemistry. Dacă industriile ar putea pur și simplu să introducă tot plasticul amestecat într-un singur proces și să obțină produse valoroase în schimb – fără sortare, fără consum energetic uriaș și fără riscul de eșec – totul s-ar putea schimba.

„Unul dintre cele mai mari obstacole în reciclarea plasticului a fost întotdeauna necesitatea de a sorta meticulos deșeurile plastice după tip”, a spus Tobin Marks, autorul principal al studiului. „Noul nostru catalizator ar putea elimina acest pas costisitor și consumator de timp pentru poliolefinele comune, făcând reciclarea mai eficientă, practică și viabilă economic decât strategiile actuale.”

Aceasta este o veste bună nu doar pentru mediu, ci și pentru cei care încearcă să rezolve problema plasticului la scară globală. Practic, ceea ce părea imposibil – sau cel puțin extrem de complicat – ar putea deveni mult mai simplu. Iar în lupta cu deșeurile din plastic, simplul este exact ceea ce avem nevoie.

Citește și: Savanţii au reușit să transforme rezidurile plastice în combustibil