Hin nýja aðferð, sem lýst er í 11. ágúst hefti tímaritsins Science, gæti aukið efnahagslega hvata til endurvinnslu plasts og opnað dyr fyrir endurvinnslu nýrra plasttegunda. Vísindamennirnir áætla að aðferðir þeirra gætu einnig dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda frá hefðbundinni framleiðslu þessara iðnaðarefna um u.þ.b. 60 prósent.
Nýja tæknin byggir á nokkrum núverandi efnavinnsluaðferðum. Í fyrsta lagi er hitagreining þar sem plast er hitað upp í háan hita í súrefnislausu umhverfi. Niðurstaðan er pyrolysis olía, fljótandi blanda af ýmsum efnasamböndum. Pyrolysisolía inniheldur mikið magn af olefínum -- flokki einfaldra kolvetna sem eru aðalbyggingarefni efna og fjölliða nútímans, þar á meðal ýmsar gerðir pólýestera, yfirborðsvirkra efna, alkóhóla og karboxýlsýra.
Í núverandi orkufrekum ferlum eins og gufusprungu, framleiða efnaframleiðendur olefín með því að láta jarðolíu verða fyrir mjög miklum hita og þrýstingi. Í þessu nýja ferli endurheimtir UW-Madison teymið olefín úr pyrolysis olíu og notar þau í mun minna orkufrekt efnaferli sem kallast einsleit vatnsformýlerunarhvati. Þetta ferli breytir olefínum í aldehýð, sem síðan er hægt að minnka enn frekar í mikilvæg iðnaðaralkóhól.
„Þessar vörur er hægt að nota til að búa til fjölbreytt úrval af efnum sem eru hærra virði,“ segir George Huber, prófessor í efna- og líffræði sem stýrði vinnunni ásamt Houqian Li, doktorsnema, og Jiayang Wu doktorsnema.
Þessi verðmætari efni innihalda innihaldsefni sem notuð eru til að búa til sápur og hreinsiefni, auk annarra gagnlegri fjölliða.
„Við erum mjög spennt fyrir áhrifum þessarar tækni,“ segir Huber, sem stýrir einnig miðstöð orkumálaráðuneytisins fyrir endurvinnslu úrgangs á plasti. "Þetta er vettvangstækni til að uppfæra plastúrgang með því að nota vatnsformýlerunarefnafræði."
Endurvinnsluiðnaðurinn gæti tekið upp ferlið fljótlega; á undanförnum árum hafa að minnsta kosti 10 stór efnafyrirtæki byggt eða tilkynnt um áætlanir um aðstöðu til að framleiða gjóskuolíu úr plastúrgangi. Mörg þeirra keyra pyrolysis olíuna í gegnum gufukex til að framleiða lággild efnasambönd. Nýja efnaendurvinnslutæknin gæti veitt sjálfbærari og ábatasamari leið til að nota þessar olíur.
"Eins og er hafa þessi fyrirtæki ekki mjög góða nálgun til að uppfæra gjóskuolíuna," segir Li. "Í þessu tilfelli getum við fengið hágæða alkóhól að verðmæti $1.200 til $6,000 á tonn úr plastúrgangi, sem er aðeins um $100 virði á tonnið. Að auki notar þetta ferli núverandi tækni og tækni. Það er tiltölulega mikið auðvelt að stækka."
Rannsóknin var samvinnuverkefni á nokkrum mismunandi UW-Madison deildum, segir Huber. Clark Landis, formaður efnafræðideildar og heimssérfræðingur í vatnsformýleringu, stakk upp á möguleikanum á að beita tækninni til að brenna olíur. Efna- og líffræðiverkfræði prófessor Manos Mavarikakis notaði háþróaða líkanagerð til að veita sameindastigi innsýn í efnaferlana. Og efna- og líffræðiverkfræðiprófessor Victor Zavala veitti aðstoð við að greina hagkvæmni tækninnar og lífsferil plastúrgangs.
Næsta skref fyrir teymið er að stilla ferlið og skilja betur hvaða endurunnið plast og hvatasamsetningar framleiða hvaða endanlegu efnavörur.
„Það eru svo margar mismunandi vörur og svo margar leiðir sem við getum farið með þessari vettvangstækni,“ segir Huber. "Það er gríðarlegur markaður fyrir vörurnar sem við erum að framleiða. Ég held að það gæti í raun breytt plastendurvinnsluiðnaðinum."
(heimild eftir: University of Wisconsin-Madison. „Nýtt endurvinnsluferli gæti fundið markaði fyrir „rusl“ plastúrgang.“ ScienceDaily. ScienceDaily, 11. ágúst 2023.
