Skuteczna i tania metoda upcyklingu plastiku
Zespół naukowców z brytyjskiego University of Bath opracował nowy, prosty sposób przetwarzania tworzyw sztucznych na materiały o lepszych właściwościach. Technika sprawdza się w temperaturze pokojowej i nie wymaga długiego czasu. Badacze liczą na to, że ich metoda upcyklingu uczyni przetwarzanie materiałów bardziej opłacalnym ekonomicznie.
Odpady z tworzyw sztucznych stanowią jedno z największych wyzwań, jakie stoi przed współczesnym światem. Szacuje się, że na wysypiskach i w środowisku przyrodniczym znajdują się już co najmniej 4 gigatony plastiku. Ilość odpadów wytworzonych przez człowieka przekracza już masę całej żywej biomasy – to dramatyczny przełom, który nastąpił w ostatnich latach. Dlatego przetwarzanie i przywracanie do użycia odpadów z tworzyw sztucznych to niezwykle istotne zadanie, które stoi przed światową nauką i gospodarką. Obecnie jego główną bolączką jest niska opłacalność przetwarzania – proces jest drogi, a otrzymany materiał jest zwykle gorszej jakości niż tworzywa poddawane recyklingowi.
Cenne osiągnięcie w tym wymiarze ogłosili właśnie w czasopiśmie „Chemistry-Sustainability-Energy-Materials” badacze z Centre for Sustainable and Circular Technologies (CSCT) brytyjskiego Uniwersytetu w Bath. Przedstawili oni nową technikę upcyklingu – czyli takiego przetwarzania, które nie obniża, a podnosi jakość przetwarzanych tworzyw. Ponadto, opisana przez nich procedura jest prosta i szybka, a można ją przeprowadzać w temperaturze pokojowej. Dotyczy przetwarzania poliwęglanów, czyli wytrzymałej klasy plastików, wykorzystywanych powszechnie w budownictwie.
Używając katalizatora na bazie cynku i metanolu, badacze byli w stanie całkowicie rozłożyć kulki poli(węglanu bisfenolu A) w procesie trwającym 20 minut i przeprowadzonym w temperaturze pokojowej. Tak przygotowane odpady można następnie przekształcić w ich składniki chemiczne, a mianowicie bisfenol A (BPA) i węglan dimetylu (DMC), pomagając zachować jakość produktu przez nieskończoną liczbę cykli.
Odzyskanie tych obu składników to bardzo konkretna korzyść także w zakresie ochrony środowiska – BPA pozostawiony w środowisku naturalnym prowadzi do niebezpiecznych zanieczyszczeń, a DMC to cenny ekologiczny rozpuszczalnik, jak również składnik w wielu chemicznych procesach przemysłowych.
Zdaniem badaczy opracowana przez nich metoda ma dwie niezaprzeczalne wartości – w porównaniu z wcześniejszymi podejściami jest bardziej efektywna i równocześnie mniej wymagająca pod kątem warunków. To w skrócie oznacza, że będzie po prostu tańsza. W tej chwili technologia jest opracowana tylko w działaniu na niewielką skalę, ale zespół – we współpracy z innymi badaczami z Bath – rozpoczął już pracę nad optymalizacją katalizatora i możliwościami działania na skalę przemysłową.
Bardzo obiecująco brzmi informacja, że opracowany katalizator wykazuje dużą tolerancję także wobec poliwęglanów zawierających BPA pochodzących z innych komercyjnych źródeł. Może też być skuteczny – chociaż pewnie przy wyższej temperaturze – przy innych sztucznych polimerach, w tym powszechnie stosowanym przy produkcji butelek i włókien syntetycznych poli(tereftalanu etylenu), czyli PET.
– Chociaż tworzywa sztuczne będą odgrywać kluczową rolę w osiągnięciu niskoemisyjnej przyszłości, obecne praktyki są niezrównoważone – opowiada pierwszy autor artykułu, Jack Payne z CSCT. – Konieczne jest pozyskiwanie tworzyw sztucznych z surowców odnawialnych, uwzględnianie biodegradowalności/recyklingu na etapie projektowania oraz dywersyfikacja istniejących strategii gospodarowania odpadami. Ale innowacje nie mogą ograniczać się do nowych, coraz lepszych materiałów. Muszą obejmować również znane produkty. Nasza metoda stwarza nowe możliwości recyklingu poliwęglanu w łagodnych warunkach, pomagając promować podejście gospodarki w obiegu zamkniętym i utrzymywać węgiel w obiegu w nieskończoność.
Źródło badań:
Jack M. Payne, Muhammad Kamran, Matthew G. Davidson, Matthew D. Jones. Versatile Chemical Recycling Strategies: Value-Added Chemicals from Polyester and Polycarbonate Waste. "ChemSusChem". First published: 03 February 2022 https://doi.org/10.1002/cssc.202200255
Opracowano na podstawie artykułu Upcycling plastic waste into more valuable materials could make recycling pay for itself opublikowanego na stronie Centre for Sustainable and Circular Technologies University of Bath
