Chemicy z Uniwersytetu Northwestern przedstawili nowy proces recyklingu tworzyw sztucznych, który może przyczynić się do znacznej redukcji, a nawet całkowitego pominięcia pracochłonnego etapu wstępnego sortowania plastikowych odpadów.
Proces przebiega na zasadzie uwodorniania z wykorzystaniem katalizatora na bazie niklu. W ramach procesu, przy udziale wodoru, w obecności katalizatora, następuje rozszczepienie poliolefin na prostsze węglowodory. Dotychczasowe procesy tego typu były nieekonomiczne, ze względu na wysokie ciśnienie i temperaturę przebiegu reakcji, a także z powodu wykorzystania kosztownych katalizatorów na bazie metali szlachetnych (platyny lub palladu).
Jak wyjaśnia Qingheng Lai, pracujący w zespole chemii katalitycznej Uniwersytetu Northwestern, podczas gdy poliolefiny produkowane są na wielką skalę, zasoby metali szlachetnych są bardzo ograniczone. Nie moglibyśmy przecież wykorzystać całej produkcji tych metali na potrzeby katalizy reakcji chemicznych. Dlatego zainteresowaliśmy się katalizatorami na bazie bardziej powszechnie występujących materiałów.
Opracowany proces nie degraduje całej struktury plastiku, lecz ukierunkowany jest na rozrywanie wiązań między atomami węgla. Z odpadów plastikowych o niskiej wartości uzyskiwane są w ten sposób wtórne surowce o konsystencji płynnej, nadające się do upcyklingu – to znaczy, że mogą posłużyć do otrzymywania produktów o wyższej wartości, w tym paliw, olejów, smarów i wosków syntetycznych.
Zachodząca przy udziale niklowego katalizatora reakcja jest na tyle stabilna, że nie ulega zakłóceniu nawet w obecności polichlorku winylu, mającego tendencję do wydzielania silnie korozyjnego chlorowodoru, zdolnego zakłócić pracę typowych katalizatorów. Dzięki temu możliwe jest przetwarzanie niesortowanych odpadów. Kolejny aspekt ekonomiczny związany jest z możliwością regeneracji katalizatora przy użyciu alkiloglinów.
Ze względu na wielką skalę produkcji wyrobów z poliolefin – ponad 220 milionów ton rocznie, a także niski procent odpadów poliolefinowych poddawanych recyklingowi – poniżej 10%, prezentowana technologia recyklingu wygląda bardzo obiecująco. Jej wdrożenie na skalę przemysłową może stanowić alternatywę dla recyklingu poliolefin, opartego o segregację, przemiał i przetapianie odpadów w niskiej jakości granulat wtórny.
news.northwestern.edu
