A műanyag a modern élet szerves részévé vált. Azonban, ha egyszer kidobják, a Föld egyik legnehezebben újrahasznosítható anyagává válik.
A Phys.org szerint egy tudóscsoport, amelyet a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem Samueli Műszaki Iskolájának és a dél-koreai Ewha Womans Egyetem kutatói közösen vezettek, egy új kémiai megközelítést mutatott be, amely lehetővé teszi, hogy a három leggyakoribb műanyagtípus keverékét közvetlenül nagy tisztaságú hidrogén üzemanyaggá alakítsák, jóval alacsonyabb hőmérsékleten, mint a hagyományos elgázosítás során.
A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent tanulmány kimutatta, hogy az alkálikus hőkezelés – egy olyan folyamat, amelynek során a nátrium-hidroxid hő hatására szerves anyaggal reagál, hidrogénfelszabadulást serkentve – lehetővé teszi a polietilén-tereftalát, polietilén és polipropilén hulladékok hatékony feldolgozását egyetlen reaktorban, több mint 90%-os tisztaságú hidrogén előállításával anélkül, hogy a műanyagok típusait szét kellene válogatni.
„Két sürgető globális problémát oldunk meg egyszerre. A műanyaghulladék riasztó mértékben halmozódik fel, és tiszta hidrogénre van szükség az energia dekarbonizációjához. Ez a technológia mindkét kihívást kreatív és skálázható módon oldja meg” – mondta A-Hyeon (Alyssa) Park társszerző, a UCLA Samueli Műszaki Iskolájának Ronald és Valerie Sugar dékánja.
Az eljárást eredetileg Park és a tanulmány társszerzője, Woo-Jae Kim, az Ewha Womans Egyetem vegyészmérnöki és anyagtudományi professzora által kidolgozott módszer adaptálta, amely a biomassza, például a tengeri moszat, hidrogéngázzá alakításának szén-dioxid-semleges módját célozta. A kísérletekben a tudósok módosított lúgos hőkezelési eljárást alkalmaztak a műanyagok nagy tisztaságú hidrogénné alakítására.
Ez a megközelítés lehetővé tette, hogy a polietilén-tereftalátból jelentősen több hidrogént állítsanak elő 300–400 Celsius-fokkal alacsonyabb hőmérsékleten, mint a hagyományos gőzgázosítás során.
A tudósok megjegyezték, hogy a polietilén és a polipropilén, ellentétben a polietilén-tereftaláttal, kezdetben kevésbé hatékonyan termelt hidrogéngázt. Aktiválásukhoz a kutatók egy előzetes termikus oxidációs kezelést fejlesztettek ki, amelynek során a műanyagokat rövid ideig mérsékelt hőhatásnak tették ki levegőn a fő reakció előtt.
A kísérletek azt mutatták, hogy mindhárom műanyagtípus hatékonyan bomlott le. A reakció során felszabaduló szenet a reagens – a nátrium-hidroxid – megkötötte, és szilárd nátrium-karbonáttá alakította, ahelyett, hogy szén-dioxidként elpárologna a légkörbe.
Az elemzés kimutatta, hogy az eredeti műanyag szén több mint 75%-a stabil karbonáttá vagy folyékony szerves maradékká alakul. Kevesebb, mint 13% szabadul fel gáz formájában, és a reakció során a légkörbe történő közvetlen szén-dioxid-kibocsátás elhanyagolható.
Ezenkívül a nátrium-karbonát egyszerű extrakciós eljárással kalcium-karbonáttá alakítható, véglegesen rögzítve a szenet az ásványban, amelyet széles körben használnak a hagyományosan magas szén-dioxid-intenzitású iparágakban.
