Il y a beaucoup de matières premières potentiellement utiles liées aux masques faciaux, aux sacs d’épicerie et aux emballages alimentaires usagés. Mais il a été beaucoup moins coûteux de continuer à fabriquer davantage de ces plastiques à utilization exclusive que de les récupérer et de les recycler.
Maintenant, une équipe de recherche internationale dirigée par le Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l’Énergie a déchiffré le code qui a contrecarré les tentatives précédentes de décomposer ces plastiques persistants. Ils ont rapporté leur découverte dans le numéro d’aujourd’hui de Science.
Basse température et contrôle de la réaction
En règle générale, le recyclage des plastiques nécessite de “craquer” ou de séparer les liaisons solides et stables qui les rendent également si persistants dans l’environnement. Cette étape de craquage nécessite des températures élevées, ce qui la rend coûteuse et gourmande en énergie.
La nouveauté ici est de combiner l’étape de craquage avec une deuxième étape de réaction qui complète immédiatement la conversion en un carburant liquide de kind essence sans sous-produits indésirables. La deuxième étape de réaction déploie ce que l’on appelle des catalyseurs d’alkylation. Ces catalyseurs fournissent une réaction chimique actuellement déployée par l’industrie pétrolière pour améliorer l’indice d’octane de l’essence.
Crucialement dans l’étude actuelle, la réaction d’alkylation fit immédiatement l’étape de craquage dans un seul récipient de réaction, proche de la température ambiante (70 degrés C/158 degrés F).
“Cracker juste pour rompre les liens entraîne leur formation d’un autre de manière incontrôlée, et c’est un problème dans d’autres approches”, a déclaré Oliver Y. Gutiérrez, auteur de l’étude et chimiste au PNNL. “La formule secrète ici est que lorsque vous cassez une liaison dans notre système, vous en faites immédiatement une autre de manière ciblée qui vous donne le produit last que vous souhaitez. C’est aussi le key qui permet cette conversion à basse température.”
Dans leur étude, l’équipe de recherche, co-dirigée par des scientifiques de l’Université method de Munich, en Allemagne, a souligné des développements récents et distincts de l’industrie pétrolière pour commercialiser la deuxième partie du processus rapporté ici pour le traitement du pétrole brut.
“Le fait que l’industrie ait déployé avec succès ces catalyseurs d’alkylation émergents démontre leur mother nature stable et robuste”, a déclaré Johannes Lercher, auteur principal de l’étude, directeur de l’Institut de catalyse intégrée du PNNL et professeur de chimie à la TUM. “Cette étude indique une nouvelle remedy pratique pour fermer le cycle du carbone pour les déchets plastiques qui est additionally proche de la mise en œuvre que beaucoup d’autres proposées.”
Dans leur étude, les chercheurs notent une limite à leurs conclusions. Le processus fonctionne pour les produits en polyéthylène basse densité (LDPE, code de résine plastique #4), tels que les films plastiques et les bouteilles compressibles, et les produits en polypropylène (PP, code de résine plastique #5) qui ne sont généralement pas collectés dans les programmes de recyclage en bordure de rue. aux Etats-Unis. Le polyéthylène haute densité (HPDE, code de résine plastique #2) nécessiterait un prétraitement pour permettre au catalyseur d’accéder aux liaisons qu’il doit rompre.
Considérer les déchets plastiques comme un futur carburant et de nouveaux produits
Les déchets plastiques à base de pétrole sont une ressource inexploitée qui peut servir de matière première pour des matériaux durables utiles et des carburants. Plus de la moitié des 360 hundreds of thousands de tonnes de plastiques produits chaque année dans le monde sont les plastiques ciblés dans cette étude. Mais regarder une montagne de plastique et voir sa valeur nécessite l’état d’esprit d’un innovateur, l’ingéniosité d’un chimiste et une compréhension réaliste des aspects économiques impliqués. Ces scientifiques tentent de changer la dynamique en appliquant leur expertise pour rompre efficacement les liaisons chimiques.
“Pour résoudre le problème des déchets plastiques persistants, nous devons atteindre un place critique où il est in addition logique de les collecter et de les réutiliser plutôt que de les traiter comme jetables”, a déclaré Lercher. “Nous avons montré ici que nous pouvons effectuer cette conversion rapidement, dans des circumstances douces, ce qui constitue l’une des incitations à avancer vers ce issue de basculement.”