جهان غرق در زباله های پلاستیکی شده است و ارزش آن به قدری پایین است که هیچ برنامه (اقتصادی و دراز مدت) خوبی برای توسعه صنایع بازیافت پلاستیک وجود ندارد.
اگرچه بسیاری از مردم هر هفته زباله‌های پلاستیکی خود را به طور منظم در سطل‌های مناسب می‌ریزند، اما بسیاری از این مواد از جمله فیلم‌های انعطاف‌پذیر، مواد چندلایه و بسیاری از پلاستیک‌های رنگی، با استفاده از روش‌های بازیافت مکانیکی مرسوم قابل بازیافت نیستند.
تنها حدود 9 درصد از پلاستیک در برخی کشورهای توسعه یافته از جمله آمریکا (اغلب در محصولات کم ارزش) استفاده مجدد می شود.
با این حال مهندسان شیمی دانشگاه ویسکانسین-مدیسون با یک تکنیک جدید پلاستیک (زباله کم ارزش) را به محصولات با ارزش تبدیل می کنند.
روش جدید که در شماره 11 اوت 2023 مجله Science توضیح داده شده است می تواند انگیزه های اقتصادی بازیافت پلاستیک را افزایش دهد و دری را برای بازیافت انواع جدید پلاستیک باز کند. محققان تخمین می‌زنند که روش‌های آنها می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید متعارف این مواد شیمیایی صنعتی را تا حدود 60 درصد کاهش دهد.
تکنیک جدید بر چند تکنیک پردازش شیمیایی موجود متکی است. اولین مورد، پیرولیز است که در آن پلاستیک ها تا دمای بالا در محیطی بدون اکسیژن گرم می شوند. نتیجه روغن پیرولیز است، ترکیبی مایع از ترکیبات مختلف.
روغن پیرولیز حاوی مقادیر زیادی الفین است - دسته ای از هیدروکربن های ساده که بلوک اصلی مواد شیمیایی و پلیمرهای امروزی از جمله انواع مختلف پلی استرها، سورفکتانت ها، الکل ها و اسیدهای کربوکسیلیک هستند.
در فرآیندهای فعلی انرژی بر مانند کراکینگ با بخار، تولیدکنندگان مواد شیمیایی با قرار دادن نفت در معرض حرارت و فشار بسیار بالا، الفین تولید می کنند.
در این فرآیند جدید، تیم UW-Madison الفین‌ها را از روغن پیرولیز بازیابی می‌کند و از آنها در یک فرآیند شیمیایی کم‌مصرف به نام کاتالیز هیدروفرمیلاسیون همگن استفاده می‌کند.
این فرآیند الفین ها را به آلدئیدها تبدیل می کند که سپس می تواند به الکل های صنعتی مهم کاهش یابد.
جورج هوبر، پروفسور مهندسی شیمی و بیولوژیکی که این کار را در کنار هوکیان لی، محقق فوق دکتری و جیایانگ وو، دانشجوی دکترا، رهبری می‌کرد، گفت: «این محصولات را می‌توان برای ساخت طیف وسیعی از مواد با ارزش بالاتر استفاده کرد.
این مواد با ارزش بالاتر شامل مواد مورد استفاده در ساخت صابون ها و پاک کننده ها و همچنین پلیمرهای مفیدتر دیگر است.
هوبر، که همچنین مدیر مرکز رشد شیمیایی زباله‌های پلاستیکی با بودجه انرژی است، گفت: ما واقعاً در مورد پیامدهای این فناوری هیجان‌زده هستیم، این یک فناوری پلت فرم برای ارتقاء زباله های پلاستیکی با استفاده از شیمی هیدروفرمیلاسیون است.
صنعت بازیافت می تواند به زودی این فرآیند را اتخاذ کند. در سال‌های اخیر، حداقل 10 شرکت بزرگ شیمیایی طرح‌هایی را برای تأسیسات تولید روغن‌های پیرولیز از پلاستیک‌های زباله ساخته یا اعلام کرده‌اند. بسیاری از آنها روغن پیرولیز را از طریق کراکرهای بخار برای تولید ترکیبات کم ارزش عبور می دهند.
تکنیک جدید بازیافت شیمیایی می تواند راه پایدارتر و سودآورتری برای استفاده از این روغن ها ارائه دهد.
لی توضیح داد: در حال حاضر، این شرکت‌ها رویکرد واقعا خوبی برای ارتقای روغن پیرولیز ندارند. در این صورت می‌توانیم الکل‌های با ارزشی به ارزش 1200 تا 6000 دلار در هر تن را از پلاستیک‌های ضایعاتی دریافت کنیم که ارزش آنها تنها حدود 100 دلار در هر تن است.
علاوه بر این، این فرآیند از تکنولوژی و تکنیک های موجود استفاده می کند. افزایش نسبتاً آسان است.
هوبر خاطرنشان کرد که این مطالعه یک تلاش مشترک در چند بخش مختلف UW-Madison بود.
کلارک لندیس، رئیس دپارتمان شیمی و کارشناس جهانی هیدروفرمیلاسیون، امکان استفاده از این روش را برای روغن‌های پیرولیز پیشنهاد کرد.
پروفسور مانوس ماواریکاکیس مهندسی شیمی و بیولوژیکی از مدل سازی پیشرفته برای ارائه بینش در سطح مولکولی در مورد فرآیندهای شیمیایی استفاده کرد و پروفسور ویکتور زاوالا مهندسی شیمی و بیولوژیکی کمکی را برای تجزیه و تحلیل اقتصادی این تکنیک و چرخه زندگی زباله های پلاستیکی ارائه کرد.
گام بعدی برای این تیم تنظیم فرآیند و درک بهتر پلاستیک های بازیافتی و ترکیبات کاتالیزوری است که کدام محصولات شیمیایی نهایی را تولید می کند.
هوبر گفت: محصولات مختلف و مسیرهای زیادی وجود دارد که می‌توانیم با این فناوری پلتفرم دنبال کنیم.
بازار بزرگی برای محصولاتی که تولید می کنیم وجود دارد. من فکر می کنم واقعاً می تواند صنعت بازیافت پلاستیک را تغییر دهد.
آشفتگی، مزاحمت، آلودگی و آسیب ناشی از زباله های پلاستیکی در محیط زیست مشکلی است که به سرعت در حال رشد است و حتی اولین تلاش‌های تحقیقاتی وجود دارد که نشان می‌دهد ذره‌ای از پلاستیک در بدن ما انباشته شده است - اثراتی که هنوز به طور کامل درک نشده است.
پلاستیک ها مواد فوق العاده ای هستند، بدون شک و کاملا ثابت شده اند.
اما رشد بازار و طیف وسیعی از استفاده‌ها که زباله‌ها را در سرتاسر سیاره زمین پخش کرده است، در حال تبدیل شدن به هیولایی است که زودتر با آن بهتر برخورد می‌شود.
این تکنیک نوآورانه مزایای بالقوه زیست محیطی، دستاوردهای اقتصادی و مسیری هیجان انگیز را برای بخش بازیافت ارائه می دهد.
لینک سایت مرجع
مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.
