Descoperire neașteptată. Plasticul din pungi se transformă în benzină și motorină

Cercetătorii de la Laboratorul Național Oak Ridge (ORNL) al Departamentului Energiei au dezvoltat o nouă cale de a transforma polietilena, unul dintre cele mai comune tipuri de plastic din lume, în combustibili similari benzinei și motorinei.

Polietilena este utilizată pe scară largă în produse precum pungile de cumpărături și tocătoarele din plastic alb, iar cantități uriașe din aceasta ajung în final deșeuri, potrivit ScienceDaily.

Metoda echipei ORNL combină plasticul cu săruri topite care conțin clorură de aluminiu. Aceste săruri îndeplinesc două sarcini simultan, acționând atât ca mediu de reacție, cât și ca catalizator care determină conversia chimică.

Cercetătorii au depus o cerere de brevet pentru această tehnologie, iar constatările au fost publicate în Journal of the American Chemical Society.

Cum descompun sărurile topite plasticul în combustibil

Pentru a înțelege de ce funcționează procesul, oamenii de știință au urmărit îndeaproape reacțiile chimice care transformă polimerul în molecule de combustibil.

Folosind spectroscopia cu raze X moi și rezonanța magnetică nucleară, echipa a descoperit că atomii de aluminiu încărcați electric se leagă de alți trei atomi, creând situri catalitice extrem de acide. Aceste situri pot ataca lanțurile moleculare lungi care alcătuiesc polietilena și le pot scinda în molecule de hidrocarburi mai mici.

Experimente suplimentare care au utilizat marcarea izotopică și împrăștierea de neutroni au arătat cum influențează structura polimerului de start combustibilul rezultat. Lanțurile polimerice mai simple au avut tendința de a produce compuși similari benzinei, în timp ce lanțurile mai complexe au generat combustibili similari motorinei.

Dacă metoda va putea fi în cele din urmă extinsă dincolo de experimentele de laborator, cercetătorii spun că ar putea contribui la securitatea energetică a SUA și ar putea consolida competitivitatea industrială.

Experimentele au atins un randament de benzină de aproximativ 60% în condiții de reacție relativ blânde.

Conversia plasticului în benzină sub 200 de grade Celsius

Unul dintre cele mai remarcabile trăsături ale metodei este cât de puține resurse necesită în comparație cu tehnologiile mai convenționale de conversie a plasticului în combustibil.

Temperaturile sub 200 de grade Celsius sunt comparabile cu cele din interiorul unui cuptor de bucătărie convențional. Abordările anterioare pentru conversia polietilenei în benzină s-au bazat de obicei pe piroliză, un proces ce folosește căldură intensă pentru a descompune moleculele mari de polimer în hidrocarburi mai mici. Acele metode necesitau temperaturi de aproximativ 450 până la 500 de grade Celsius.

Temperatura mai scăzută, alături de absența catalizatorilor scumpi din metale nobile, a hidrogenului extern, a solvenților organici și a unui inițiator chimic, ar putea simplifica procesul.

O provocare rămasă: menținerea stabilității sărurilor

Deși sistemul catalitic pe bază de aluminiu este ieftin și activ din punct de vedere chimic, el are o limitare importantă. Materialul este higroscopic, ceea ce înseamnă că absoarbe cu ușurință apa. Acea umiditate îi poate reduce stabilitatea.

Cercetătorii doresc acum să investigheze modalități de izolare a sărurilor topite, potențial folosind halogeni sau materiale pe bază de carbon, ceea ce ar putea face sărurile mai ușor de separat și de procesat, îmbunătățindu-le în același timp stabilitatea.

Lucrarea ar putea extinde în cele din urmă gama de metode disponibile pentru producerea de combustibili industriali și pentru transport din materiale reciclabile/deșeuri.