Пластикове сміття давно стало однією з найбільших екологічних проблем людства. Щороку у світі накопичуються мільйони тонн відходів, значна частина яких так і не потрапляє на переробку. Тепер науковці знайшли спосіб не лише позбутися цього сміття, а й перетворити його на цінне екологічне паливо.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі та Жіночого університету Іхва в Південній Кореї розробили новий метод, який дозволяє отримувати високочистий водень зі змішаних пластикових відходів без їх попереднього сортування.
Результати дослідження опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Один реактор замість складного сортування
Зазвичай різні види пластику потрібно ретельно сортувати, адже кожен із них переробляється по-різному. Саме це робить переробку дорогою та малоефективною.
Нова технологія дозволяє одночасно переробляти три найпоширеніші види пластику — поліетилентерефталат (ПЕТ), поліетилен і поліпропілен — в одному реакторі.
Під час процесу використовують лужну термічну обробку. За нагрівання гідроксид натрію вступає в реакцію з пластиком, унаслідок чого виділяється водень. При цьому отримане паливо має чистоту понад 90%, а сам процес відбувається за значно нижчих температур, ніж традиційна газифікація.
Одне рішення для двох глобальних проблем
За словами співавторки дослідження А-Хьон (Алісси) Парк, нова технологія допомагає одночасно вирішувати дві серйозні проблеми сучасності.
«Пластикові відходи накопичуються із загрозливою швидкістю, а чистий водень необхідний для декарбонізації енергетики. Ця технологія дозволяє вирішувати обидва ці завдання творчим і масштабованим способом», — зазначила дослідниця.
Як вдалося підвищити ефективність
Новий метод базується на технології, яку раніше використовували для виробництва водню з біомаси, зокрема морських водоростей.
Під час експериментів учені адаптували її для пластикових відходів. Особливо високі результати вдалося отримати під час переробки поліетилентерефталату: вихід водню суттєво зріс, хоча температура процесу була на 300–400 градусів Цельсія нижчою, ніж у традиційних технологіях.
Поліетилен і поліпропілен виявилися менш реакційно здатними, тому перед основною обробкою їх короткочасно нагрівали на повітрі. Така попередня підготовка значно покращила виробництво водню.
Менше викидів — більше користі
Ще одна перевага технології полягає в тому, що більша частина вуглецю не потрапляє в атмосферу у вигляді вуглекислого газу.
Під час реакції гідроксид натрію зв’язує вуглець і перетворює його на твердий карбонат натрію. Аналіз показав, що понад 75% вуглецю залишається у стабільних сполуках або рідких органічних залишках, тоді як у газоподібний стан переходить менше 13%.
Крім того, карбонат натрію можна перетворити на карбонат кальцію — стабільний мінерал, який широко використовують у промисловості. Це відкриває можливість не лише переробляти пластик, а й довгостроково зв’язувати вуглець.
Чому це відкриття важливе
Якщо технологію вдасться масштабувати, вона може суттєво спростити переробку пластикових відходів. Замість дорогого сортування сміття можна буде одразу перетворювати змішані пластики на водневе пальне — один із ключових енергоносіїв майбутнього.
Таким чином один процес одночасно допомагає скорочувати кількість пластикових відходів, виробляти чисте паливо та зменшувати викиди вуглецю — саме тому дослідники називають його перспективним кроком до більш екологічної енергетики. Джерело