Tái chế nhựa để đóng chu trình carbon

Tái chế nhựa để đóng chu trình carbon

    Tái chế nhựa để đóng chu trình carbon

    Một phương pháp mới chuyển đổi rác thải nhựa mật độ thấp thành nhiên liệu và nguyên liệu thô hứa hẹn giúp khép kín chu trình carbon. Tín dụng: Nghệ thuật của Melanie Hess-Robinson | Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương
    Có rất nhiều nguyên liệu thô hữu ích tiềm ẩn trong khẩu trang, túi hàng tạp hóa và màng bọc thực phẩm đã qua sử dụng. Nhưng việc tiếp tục sản xuất nhiều loại nhựa sử dụng một lần này sẽ rẻ hơn nhiều so với việc thu hồi và tái chế chúng.

    Giờ đây, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương của Bộ Năng lượng đứng đầu đã giải được mật mã cản trở những nỗ lực trước đây nhằm phá vỡ các loại nhựa khó phân hủy này. Họ đã báo cáo khám phá của mình trên số ra hôm nay của tạp chí Science (ngày 23 tháng 2).

    Plastic upcycling to close the carbon cycle

    Nhiệt độ thấp và kiểm soát phản ứng
    Thông thường, việc tái chế nhựa đòi hỏi phải "bẻ khóa" hoặc tách rời các liên kết cứng và ổn định cũng khiến chúng trở nên bền bỉ trong môi trường. Công đoạn bẻ khóa này đòi hỏi nhiệt độ cao nên tốn kém và tốn nhiều năng lượng.

    Điểm mới lạ ở đây là kết hợp bước crackinh với bước phản ứng thứ hai, ngay lập tức hoàn thành quá trình chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng giống như xăng mà không có các sản phẩm phụ không mong muốn. Bước phản ứng thứ hai liên quan đến chất xúc tác alkyl hóa. Những chất xúc tác này cung cấp một phản ứng hóa học hiện đang được ngành công nghiệp dầu khí triển khai để cải thiện chỉ số octan của xăng.

    Điều quan trọng, trong nghiên cứu hiện tại, phản ứng alkyl hóa ngay sau bước crackinh trong một bình phản ứng duy nhất, ở gần nhiệt độ phòng (70 độ C/158 độ F).


    Một quy trình tái chế nhựa mới được phát triển áp dụng cho các sản phẩm polyetylen mật độ thấp (LDPE, mã nhựa dẻo số 4), chẳng hạn như màng nhựa và chai có thể bóp được, và các sản phẩm polypropylen (PP, mã nhựa dẻo số 5) thường không được thu gom ở lề đường -các chương trình tái chế phụ tại Hoa Kỳ. Tín dụng: Hoạt hình của Sara Levine | Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương
    Oliver Y. Gutiérrez, một tác giả nghiên cứu và nhà hóa học tại PNNL cho biết: “Việc bẻ khóa chỉ để phá vỡ các liên kết dẫn đến việc chúng hình thành một liên kết khác theo cách không kiểm soát được và đó là một vấn đề trong các phương pháp khác”. "Công thức bí mật ở đây là khi bạn phá vỡ một liên kết trong hệ thống của chúng tôi, bạn ngay lập tức tạo ra một liên kết khác theo cách được nhắm mục tiêu mang lại cho bạn sản phẩm cuối cùng mà bạn muốn. Đó cũng là bí mật cho phép chuyển đổi này ở nhiệt độ thấp."

    Trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học từ Đại học Kỹ thuật Munich, Đức đồng dẫn đầu, đã chỉ ra những bước phát triển riêng biệt gần đây của ngành dầu mỏ để thương mại hóa phần thứ hai của quy trình được báo cáo ở đây để xử lý dầu thô.

    Johannes Lercher, tác giả chính của nghiên cứu, giám đốc Viện Xúc tác Tích hợp của PNNL, đồng thời là giáo sư hóa học tại TUM, cho biết: “Thực tế là ngành công nghiệp đã triển khai thành công các chất xúc tác alkyl hóa mới nổi này chứng tỏ bản chất ổn định, mạnh mẽ của chúng. "Nghiên cứu này chỉ ra một giải pháp mới thiết thực để khép lại chu trình carbon đối với rác thải nhựa gần với việc triển khai hơn nhiều giải pháp khác đang được đề xuất."

    Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu lưu ý một hạn chế về những phát hiện của họ. Quy trình này áp dụng cho các sản phẩm polyetylen mật độ thấp (LDPE, mã nhựa dẻo số 4), chẳng hạn như màng nhựa và chai có thể bóp được, và các sản phẩm polypropylen (PP, mã nhựa dẻo số 5) thường không được thu gom trong các chương trình tái chế bên lề đường ở Mỹ. Polyetylen mật độ cao (HPDE, mã nhựa dẻo #2) sẽ yêu cầu tiền xử lý để cho phép chất xúc tác tiếp cận với các liên kết mà nó cần phá vỡ.

    Xem nhựa thải là nhiên liệu trong tương lai và các sản phẩm mới
    Chất thải nhựa từ dầu mỏ là một nguồn tài nguyên chưa được khai thác có thể dùng làm nguyên liệu ban đầu cho các vật liệu lâu bền hữu ích và làm nhiên liệu. Hơn một nửa trong số 360 triệu tấn nhựa được sản xuất trên toàn cầu mỗi năm là loại nhựa được nhắm mục tiêu trong nghiên cứu này. Nhưng nhìn vào một núi nhựa và thấy giá trị của nó đòi hỏi tư duy của một nhà đổi mới, sự khéo léo của một nhà hóa học và sự hiểu biết của một người theo chủ nghĩa thực tế về các vấn đề kinh tế liên quan. Các nhà khoa học này đang cố gắng thay đổi động lực bằng cách áp dụng chuyên môn của họ trong việc phá vỡ các liên kết hóa học một cách hiệu quả.

    Lercher cho biết: "Để giải quyết vấn đề nhựa thải khó phân hủy, chúng ta cần phải đạt đến điểm quan trọng mà việc thu gom và đưa trở lại sử dụng sẽ hợp lý hơn là coi chúng như đồ dùng một lần". "Ở đây, chúng tôi đã cho thấy rằng chúng tôi có thể thực hiện chuyển đổi đó một cách nhanh chóng, ở điều kiện ôn hòa, điều này mang lại một trong những động lực để tiến tới điểm bùng phát đó."

    Zalo
    Hotline