تبدیل پلاستیک‌های دورریز به یک ماده صنعتی ارزشمند

ایرنا/ تهران- ایرنا- پژوهشگران چینی با ابداع یک روش دو مرحله‌ نوین، موفق شده‌اند پلاستیک پلی‌استایرن (مثل یونولیت) را با بازدهی بالا و هزینه کم به تولوئن (یک ترکیب شیمیایی باارزش صنعتی) تبدیل کنند.

به گزارش گروه علمی ایرنا، وبگاه فیز در گزارشی آورده است:

این فرآیند نه تنها مقرون‌به‌صرفه است، بلکه انتشار گازهای گلخانه‌ای را در مقایسه با روش‌های مرسوم بیش از نصف کاهش می‌دهد.

افزایش سرسام‌آور زباله‌های پلاستیکی، خطری جدی برای سلامت انسان و محیط‌زیست محسوب می‌شود. یک راه‌حل امیدوارکننده، ارتقای بازیافت است؛ منظور از ارتقای بازیافت، تبدیل زباله‌های پلاستیکی به محصولاتی با ارزش اقتصادی بالاتر و کاربردهای صنعتی گسترده‌تر است، نه کالاهای کم‌ارزش.

پژوهشگران دانشگاه جنگل‌داری نانجینگ و دانشگاه چینهوا در چین، به تازگی روشی کارآمد برای تبدیل پلی‌استایرن (PS)، پلاستیک پرکاربرد در بسته‌بندی و عایق‌سازی، به تولوئن ارائه کرده‌اند. تولوئن یک ماده اولیه مهم و پرمصرف در بسیاری از صنایع شیمیایی است.

چگونه یک پلاستیک به ماده صنعتی تبدیل می‌شود؟

فرآیند ابداعی آن‌ها که در نشریه معتبر نِیچِر نانوتکنولوژی/ Nature Nanotechnology شرح داده شده، بر پایه یک سامانه رآکتور دو مرحله‌ای کار می‌کند:

۱. مرحله تجزیه حرارتی (پیرولیز): قطعات پلاستیک پلی‌استایرن در دمای بالا حرارت می‌بینند تا به صورت بخارهای تجزیه‌شده درآیند؛

۲. مرحله تبدیل کاتالیستی (هیدروژنولیز): این بخارها همراه با گاز هیدروژن وارد محفظه‌ای حاوی یک کاتالیست تک‌اتمی (نوعی ماده پیشرفته که مانند یک قالب و کاتالیزور فوق‌العاده دقیق عمل می‌کند) می‌شوند. در این مرحله، هیدروژن مانند یک قیچی مولکولی عمل می‌کند و با کمک کاتالیست، بخارها را به دقت برش می‌زند تا به مولکول‌های کوچک و باارزش تولوئن تبدیل شوند.

زِدونگ ژانگ (Zedong Zhang)، از سرپرستان این پژوهش، توضیح می‌دهد: کلید موفقیت این روش، استفاده از کاتالیست‌های تک‌اتمی است که به ما امکان کنترل دقیق محصول نهایی و جلوگیری از اتلاف مواد را می‌دهد.

چرا این روش یک دستاورد مهم است؟

• بازدهی و دقت بالا: این فناوری توانست با بازدهی ۵/۸۳ درصدی و دقت انتخاب محصول بیش از ۹۹ درصد، پلاستیک را به تولوئن تبدیل کند؛
• کاهش چشمگیر آلایندگی: بر اساس بررسی‌های فنی و اقتصادی، این فرآیند جدید می‌تواند ردپای کربن (مجموع گازهای گلخانه‌ای منتشرشده) تولید تولوئن را در مقایسه با روش‌های متداول، تا ۵۳ درصد کاهش دهد.
• صرفه اقتصادی: محاسبات نشان می‌دهد هزینه تولید تولوئن با این روش حدود ۶۱ سنت برای هر کیلوگرم خواهد بود که حتی از هزینه تولید صنعتی کنونی نیز کمتر است.

آینده‌ای سبزتر برای پلاستیک‌ها

ژانگ می‌گوید: باور داریم این راهبرد کاتالیستی پشت‌سرهم، مسیری نو برای بازیافت ارزش‌افزوده پلاستیک‌ها می‌گشاید.

گروه پژوهشی اکنون بر روی توسعه بیشتر این فناوری برای مدت کارکرد طولانی‌تر و تبدیل مقادیر بیشتر پلاستیک متمرکز شده‌اند.

در صورت موفقیت در مقیاس صنعتی، این نوآوری می‌تواند نقش مهمی در کاهش انباشت زباله‌های پلاستیکی و همچنین کاهش انتشار کربن مرتبط با تولید مواد شیمیایی ایفا کند و گامی بلند به سوی اقتصاد چرخشی (حلقه بسته استفاده مجدد از مواد) برای پلاستیک‌ها باشد.