Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας πρότειναν έναν οδικό χάρτη για την επίλυση των κρίσεων της πλαστικής ρύπανσης και τη μετάβαση στην καθαρή ενέργεια.
Μια βιώσιμη μέθοδος για τα πλαστικά
Η ερευνητική ομάδα διερεύνησε την ηλιακή φωτομεταμόρφωση ως μια βιώσιμη μέθοδο για τη μετατροπή των πλαστικών αποβλήτων σε υδρογόνο, αέριο σύνθεσης και βιομηχανικούς προδρόμους υψηλής αξίας.
Ο κόσμος βρίσκεται αυτή τη στιγμή παγιδευμένος ανάμεσα σε δύο επιδεινούμενες κρίσεις: την παραγωγή άνω των 460 εκατομμυρίων τόνων πλαστικών αποβλήτων κάθε χρόνο και την επείγουσα ανάγκη απομάκρυνσης από τα ορυκτά καύσιμα. Καθώς εκατομμύρια τόνοι σκουπιδιών μολύνουν τα παγκόσμια οικοσυστήματα, ο επείγων χαρακτήρας της αποστολής για το κλίμα έχει μετατρέψει το πλαστικό από περιβαλλοντικό βάρος σε πιθανό καταλύτη για τη μετάβαση στην καθαρή ενέργεια.
Η στροφή σε μια καθαρή ενέργεια
Ορισμένες πρόσφατες μελέτες υποδηλώνουν ότι η πλούσια χημική σύνθεση του πλαστικού - φορτωμένη με άνθρακα και υδρογόνο - το καθιστά ιδανικό υποψήφιο για μετατροπή σε καθαρή ενέργεια.
«Το πλαστικό συχνά θεωρείται ως ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα, αλλά αντιπροσωπεύει επίσης μια σημαντική ευκαιρία. Εάν μπορούμε να μετατρέψουμε αποτελεσματικά τα πλαστικά απόβλητα σε καθαρά καύσιμα χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως, μπορούμε να αντιμετωπίσουμε ταυτόχρονα τις προκλήσεις της ρύπανσης και της ενέργειας», δήλωσε ο Xiao Lu, υποψήφιος διδάκτορας.
Μετατροπή πλαστικού με ηλιακή ενέργεια
Τα πλαστικά είναι ουσιαστικά μακριές αλυσίδες άνθρακα και υδρογόνου. Χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα φωτοκαταλυτικά υλικά που ξυπνούν όταν δέχονται φως, η ομάδα μπορεί να διασπάσει αυτές τις αλυσίδες σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
Αυτή η τεχνική, που ονομάζεται φωτοαναμόρφωση με ηλιακή ενέργεια, αξιοποιεί αυτά τα φωτοευαίσθητα υλικά για να προκαλέσει τη χημική διάσπαση. Η διαδικασία παράγει υδρογόνο καθαρής καύσης και μια ποικιλία χημικών ουσιών, μετατρέποντας τα περιβαλλοντικά απόβλητα σε βιομηχανικό χρυσό.
Κυρίως, η παραγωγή υδρογόνου χρησιμοποιεί ενεργοβόρα διάσπαση νερού, αλλά η φωτοαναμόρφωση με βάση το πλαστικό προσφέρει μια πιο αποτελεσματική εναλλακτική λύση επειδή οι χημικοί δεσμοί στο πλαστικό είναι πιο εύκολο να διασπαστούν.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Xiaoguang Duan, πρόσφατες δοκιμές έχουν αποδώσει με επιτυχία υψηλά ποσοστά υδρογόνου, οξικού οξέος και υδρογονανθράκων ντίζελ, με ορισμένα συστήματα να αποδεικνύουν τη σταθερότητά τους λειτουργώντας για πάνω από 100 ώρες.
Ωστόσο, πρέπει να αντιμετωπιστούν πολλά εμπόδια πριν αυτή η τεχνολογία φτάσει σε βιομηχανική κλίμακα.
«Ένα σημαντικό εμπόδιο είναι η πολυπλοκότητα των ίδιων των πλαστικών αποβλήτων», δήλωσε ο καθηγητής Duan. «Διαφορετικοί τύποι πλαστικών συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά τη μετατροπή και πρόσθετα όπως χρωστικές και σταθεροποιητές μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία. Η αποτελεσματική διαλογή και προεπεξεργασία είναι επομένως απαραίτητες για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης και της ποιότητας του προϊόντος.»
Μελλοντικός οδικός χάρτης
Ο σχεδιασμός των φωτοκαταλυτών θέτει μερικές ακόμη προκλήσεις. Αυτά τα υλικά πρέπει να παραμείνουν εξαιρετικά αποδοτικά και ανθεκτικά υπό σκληρές συνθήκες για να αποφευχθεί η υποβάθμιση που παρατηρείται στα τρέχοντα συστήματα.
Η μεταφορά αυτής της τεχνολογίας από έναν πάγκο εργασίας σε ένα εργοστάσιο εξαρτάται από την ανθεκτικότητα. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι μόνο πιο ισχυροί καταλύτες και βελτιστοποιημένοι σχεδιασμοί μπορούν να καταστήσουν τη μετάβαση οικονομικά βιώσιμη.
Επιπλέον, η διαδικασία παράγει επί του παρόντος ένα σύνθετο μείγμα αερίων και υγρών, απαιτώντας πιο αποτελεσματικές μεθόδους διαχωρισμού για να αποφευχθεί ο ενεργοβόρος καθαρισμός που θα μπορούσε να υπονομεύσει τα πράσινα οφέλη της τεχνολογίας.
Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων, η ομάδα υποστηρίζει μια ολοκληρωμένη στρατηγική που συνδυάζει την καινοτομία των καταλυτών, την προηγμένη μηχανική αντιδραστήρων και την παρακολούθηση των διεργασιών σε πραγματικό χρόνο.
Ο οδικός χάρτης επικεντρώνεται σε αναδυόμενες τεχνολογίες όπως οι αντιδραστήρες συνεχούς ροής και τα συστήματα πολλαπλών ενεργειών - τα οποία συνδυάζουν την ηλιακή ενέργεια με θερμικές ή ηλεκτρικές εισροές - για να οδηγήσουν το έργο σε βιομηχανική κλίμακα.
Τελικά, οι ερευνητές πιστεύουν ότι με σταθερή καινοτομία, αυτή η εξέλιξη με ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να μετατρέψει τα πλαστικά απόβλητα σε ένα μέλλον χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
www.worldenergynews.gr
