Пробив во науката: Пластика од сламки, кеси и шишиња директно се претвора во водород без сортирање

Содржина:

• Само 9 проценти од пластиката се рециклираат, а овој процес ја прескокнува најскапата пречка
• Алкален термички третман, метод прво развиен за алги, сега се тестира на PET, PE и PP
• Температурата паѓа за 300 до 400 Целзиусови степени, а 75 проценти од јаглеродот останува како цврст остаток
• PE и PP прво биле загреани и оксидирани за кислородот да влезе во полимерните синџири
• Во лабораторијата биле користени само многу мали примероци, па следниот тест е размерот
• Проблемот не е само водородот да биде чист, туку и како е направен
• Ву-Џе Ким гледа технологија што може да ги поддржи и водородната и кружната економија

Само 9 проценти од пластиката се рециклираат, а овој процес ја прескокнува најскапата пречка

Методот работи без да биде потребно какво било сортирање на пластиката. Тоа е скап и бавен чекор во синџирот на рециклирање, што делумно објаснува зошто денес се рециклира толку мал дел од пластичниот отпад.
„Решаваме два итни глобални проблеми истовремено“, вели Ах-Хјунг Парк, инженер по хемиско и биомолекуларно инженерство на Универзитетот на Калифорнија во Лос Анџелес (UCLA), која ја предводеше студијата заедно со истражувачи од Јужна Кореја.
„Пластичниот отпад се акумулира со алармантна брзина, а чистиот водород е неопходен за декарбонизација на енергијата. Оваа технологија се справува со двата предизвици на креативен и скалабилен начин.“

Алкален термички третман, метод прво развиен за алги, сега се тестира на PET, PE и PP

Процесот се нарекува алкален термички третман (ATT). Претходно, дел од истите истражувачи го развиле за претворање морски алги во водород со висока чистота.
Во постапката се користат хемикалијата натриум хидроксид и топлина за да се поттикне производство на водород.
Кога бил тестиран на мешавина од пластичен отпад, вклучувајќи полиетилен терефталат (PET), полиетилен (PE) и полипропилен (PP), ATT произвел водороден гас со чистота над 90 проценти, без потреба од сортирање.

Температурата паѓа за 300 до 400 Целзиусови степени, а 75 проценти од јаглеродот останува како цврст остаток

Во споредба со сегашните методи за производство на водород, се појавиле две клучни предности. Процесот работел на значително пониски температури од алтернативните пристапи. Покрај тоа, најголем дел од јаглеродните нуспроизводи не биле испуштени во воздухот како јаглерод диоксид.
„Значителното намалување на директните емисии на CO2 сугерира дека производството на водород базирано на ATT може да обезбеди еколошка конкурентност во однос на конвенционалните процеси“, пишуваат истражувачите во објавениот труд.

PE и PP прво биле загреани и оксидирани за кислородот да влезе во полимерните синџири

За да го подобри приносот, тимот претходно ги обработил пластиките PE и PP. Тие биле загревани и оксидирани, со што во нивните полимерни синџири бил внесен кислород и станале пореактивни.
Недостигот на кислород во PE и PP вообичаено ги прави отпорни на хемиска обработка. Тоа е уште една причина зошто постоечките технологии тешко претвораат мешана, несортирана пластика.
„Со комбинирање на работа на пониска температура, способност за зафаќање на јаглерод и предностите на мешаната пластика, ATT нуди практичен пат за надградбено искористување на пластичниот отпад во чисто водородно гориво“, пишуваат истражувачите во објавениот труд.

Во лабораторијата биле користени само многу мали примероци, па следниот тест е размерот

Ова е исклучително ветувачки нов пристап, но има уште работа пред да може да се користи комерцијално.
Најголемата задача сега е процесот да се зголеми за да може да работи надвор од лабораториски услови. За да се постигне тоа, истражувачите велат дека е потребна дополнителна работа за оптимизирање на ATT процесот, со цел да се зголеми приносот на водород, да се сведат емисиите на јаглерод на минимум и температурите да останат релативно ниски.

Проблемот не е само водородот да биде чист, туку и како е направен

Пластиките тестирани во студијата се користат во сламки, кеси, садови и шишиња за пијалаци. Значи, станува збор за материјали што се широко употребувани, се произведуваат од сурова нафта и се меѓу големите придонесувачи во кризата со пластичното загадување.
Ова истражување нè носи и поблиску до пронаоѓање одржливи извори на водород.
Иако водородот често се претставува како „чисто“ гориво затоа што ослободува само водена пареа, неговиот климатски биланс зависи од тоа како се произведува. Повеќето водород денес се прави со употреба на природен гас, фосилно гориво, во енергетски интензивен процес што испушта големи количини CO2. Затоа истражувачите развиваат други начини.

Ву-Џе Ким гледа технологија што може да ги поддржи и водородната и кружната економија

Со користење пластика, зафаќање на јаглеродот и производство на водород, методот ATT, ако може да се зголеми, би можел да стане силен кандидат за намалување на нашата зависност од фосилни горива.
Поврзано: Овие инженери измислија целосно нов пристап за рециклирање пластика
„Со намалување на трошоците за сортирање и сложеноста на процесот, кои беа големи пречки за комерцијализација, оваа технологија има потенцијал да стане клучна технологија од следната генерација што ги поддржува и водородната економија и кружната економија“, вели хемискиот инженер и научник за материјали Ву-Џе Ким, од Универзитетот Ewha Womans во Јужна Кореја.
Истражувањето е објавено во PNAS.
Оваа статија беше проверена од Рејчел Гарнер и уредена од Клер Вотсон. Иако се гордееме со нашиот процес, ние сме само луѓе. Ако забележите грешка, ве молиме известете нè.