Η διαδικασία εξαλείφει το δαπανηρό και χρονοβόρο στάδιο της διαλογής πλαστικών αποβλήτων πριν από την ανακύκλωση, αντιμετωπίζοντας τη βασική πρόκληση που οδηγεί τα πλαστικά σε χώρους υγειονομικής ταφής ή αποτέφρωση (Interesting Engineering)
Μια διαδικασία που ονομάζεται Αλκαλική Θερμική Επεξεργασία (ATT) έχει δοκιμαστεί για τη μετατροπή ανάμεικτων πλαστικών αποβλήτων σε καύσιμο υδρογόνου υψηλής καθαρότητας.
Ερευνητές από τη Samueli School of Engineering του UCLA και το Ewha Womans University στη Νότια Κορέα πραγματοποίησαν αυτή τη νέα μελέτη.
Η διαδικασία εξαλείφει το δαπανηρό και χρονοβόρο στάδιο της διαλογής πλαστικών αποβλήτων πριν από την ανακύκλωση.
Η μέθοδος ενός αντιδραστήρα επεξεργάζεται με επιτυχία ένα μείγμα από τα τρία πιο κοινά και δύσκολα ανακυκλώσιμα πλαστικά: τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), πολυαιθυλένιο (PE) και πολυπροπυλένιο (PP).
«Επιλύουμε ταυτόχρονα δύο επείγοντα παγκόσμια προβλήματα», δήλωσε η Ah-Hyung «Alissa» Park, κοσμήτορας Ronald και Valerie Sugar της Samueli School of Engineering του UCLA και καθηγήτρια χημικής και βιομοριακής μηχανικής.
«Τα πλαστικά απόβλητα συσσωρεύονται με ανησυχητικούς ρυθμούς και το καθαρό υδρογόνο είναι απαραίτητο για την απαλλαγή της ενέργειας από τον άνθρακα. Αυτή η τεχνολογία αντιμετωπίζει και τις δύο αυτές προκλήσεις με δημιουργικό και επεκτάσιμο τρόπο», πρόσθεσε η συν-υπεύθυνη συγγραφέας της μελέτης.
Επεξεργασία ανάμεικτων πλαστικών
Κοιτάξτε γύρω σας. Το μπουκάλι νερού στο γραφείο σας, η πλαστική σακούλα που βρίσκεται στο ντουλάπι της κουζίνας και το κομψό ταμπλό του αυτοκινήτου σας έχουν ένα κοινό μειονέκτημα.
Μόλις πεταχτούν, τα απόβλητα αυτά είναι σχεδόν αδύνατο να ανακυκλωθούν ως ενιαίο ρεύμα υλικού.
Μια διαρκής πρόκληση στην παγκόσμια ανακύκλωση είναι η απαιτητική σε εργασία ανάγκη διαλογής των πλαστικών ανά τύπο πριν από την επεξεργασία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το 79% των πλαστικών αποβλήτων να καταλήγει θαμμένο σε χώρους υγειονομικής ταφής, ενώ ένα ακόμη 12% καίγεται και μετατρέπεται σε ατμοσφαιρική ρύπανση. Μόνο το 9% αποκτά ποτέ μια δεύτερη ζωή.
Ωστόσο, η νέα μελέτη ξεπερνά αυτή την πρόκληση. Η ομάδα παρουσίασε μια χημική τεχνική που παίρνει ένα χαοτικό, μη διαλεγμένο μείγμα από τα τρία πιο κοινά πλαστικά στον κόσμο και το μετατρέπει σε καύσιμο υδρογόνου.
Το σημαντικό είναι ότι η μέθοδος το επιτυγχάνει χωρίς να απελευθερώνει ούτε ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα.
Η Αλκαλική Θερμική Επεξεργασία χρησιμοποιεί θερμότητα για να ενεργοποιήσει μια αντίδραση μεταξύ υδροξειδίου του νατρίου και οργανικής ύλης, παράγοντας καύσιμο υδρογόνου κατά τη διαδικασία.
Αρχικά σχεδιάστηκε για την εξαγωγή καυσίμου υδρογόνου από θαλάσσια βιομάζα, όπως τα φύκια. Οι ερευνητές αναρωτήθηκαν αν οι ίδιες αρχές θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν το αυξανόμενο πρόβλημα των πλαστικών.
Ενώ τα πλαστικά μπουκάλια (PET) διασπάστηκαν εύκολα κατά τη διαδικασία, οι σακούλες αγορών (PE) και τα δοχεία τροφίμων (PP) αντιστάθηκαν στη χημική επίθεση λόγω των ιδιαίτερα σταθερών και ανθεκτικών δεσμών άνθρακα-υδρογόνου.
Για να ξεπεραστεί αυτή η χημική άμυνα, εισήχθη μια προεπεξεργασία θερμικής οξείδωσης.
Σε αυτή τη διαδικασία, το ανάμεικτο πλαστικό εκτέθηκε για σύντομο χρονικό διάστημα σε ήπια θερμότητα παρουσία αέρα.
Στη συνέχεια, το οξυγόνο εισήχθη στις ανθεκτικές αλυσίδες πολυμερών, δημιουργώντας τα αντιδραστικά αδύναμα σημεία που απαιτούνταν ώστε η επεξεργασία να διασπάσει και τους τρεις τύπους πλαστικών.
Φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία
Μόλις ενεργοποιηθεί, το μη διαλεγμένο μείγμα πλαστικών διασπάται αποτελεσματικά μέσα σε έναν μόνο αντιδραστήρα, παράγοντας αέριο υδρογόνο με επίπεδο καθαρότητας που ξεπερνά το 90%.
Η διαδικασία ATT αλλάζει τα δεδομένα όσον αφορά το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, καθώς λειτουργεί σε θερμοκρασίες περίπου 400 βαθμών Κελσίου (752 F), οι οποίες είναι χαμηλότερες από εκείνες των ακραίων μεθόδων αεριοποίησης.
Επιπλέον, η τεχνική χρησιμοποιεί ένα αντιδραστήριο υδροξειδίου του νατρίου για να δεσμεύσει τον άνθρακα του πλαστικού αντί να απελευθερώνει αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα.
Ο άνθρακας δεσμεύεται μόνιμα σε ένα σταθερό στερεό ορυκτό που ονομάζεται ανθρακικό νάτριο.
Οι ερευνητές έχουν ήδη παρουσιάσει μια απλή δευτερογενή διαδικασία για τη μετατροπή αυτού του παραπροϊόντος σε ανθρακικό ασβέστιο. Πρόκειται για το ίδιο ακριβώς ορυκτό που χρησιμοποιούν οι βιομηχανίες σκυροδέματος και κατασκευών, εγκλωβίζοντας τον άνθρακα των πλαστικών για πάντα στις υποδομές.
Η ανακάλυψη βρίσκεται σήμερα περιορισμένη σε εργαστηριακές συνθήκες ακριβείας. Απαιτείται σημαντική βελτιστοποίηση για την κλιμάκωση της τεχνολογίας σε δημοτικές μονάδες ανακύκλωσης, ενώ η μακροπρόθεσμη οικονομική βιωσιμότητά της χρειάζεται ακόμη να εξεταστεί αυστηρά.
(Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences)
www.worldenergynews.gr
