Нове дослідження показало, що три найпоширеніші види пластику можна перетворювати на водень — паливо, яке в майбутньому може стати чистим і доступним джерелом енергії. Водночас технологія не потребує ретельного сортування пластикових відходів. Наразі у світі переробляється лише близько 9% пластику
«Ми одночасно розв’язуємо дві нагальні глобальні проблеми», — зазначила професорка хімічної та біомолекулярної інженерії Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі Ах-Хьон Парк, яка керувала дослідженням разом із науковцями з Південної Кореї.
За її словами, пластикові відходи накопичуються загрозливими темпами, тоді як чистий водень необхідний для скорочення викидів у енергетичному секторі. Нова технологія може допомогти одночасно боротися з обома проблемами.
Процес безпосереднього перетворення пластикових відходів на водневе паливо отримав назву лужна термічна обробка — alkaline thermal treatment, або ATT. Раніше частина цієї ж команди використовувала метод для отримання високочистого водню з морських водоростей.
Технологія передбачає використання гідроксиду натрію та нагрівання, які запускають процес утворення водню. Під час випробувань на суміші пластикових відходів, до якої входили поліетилентерефталат (PET), поліетилен (PE) і поліпропілен (PP), дослідникам вдалося отримати водень чистотою понад 90%. При цьому попередньо сортувати пластик не довелося.
Порівняно з іншими способами виробництва водню новий метод має дві важливі переваги. По-перше, процес відбувається за температури, що приблизно на 300–400 °C нижча, ніж у разі застосування альтернативних технологій. По-друге, близько 75% вуглецевих побічних продуктів зберігаються у твердому стані, а не потрапляють в атмосферу у вигляді вуглекислого газу.
«Суттєве скорочення прямих викидів CO₂ свідчить, що виробництво водню за допомогою ATT може бути екологічно конкурентоспроможним порівняно з традиційними процесами», — йдеться в опублікованій науковій роботі.
Як обробляють поліетилен і поліпропілен
Щоб збільшити вихід водню, дослідники попередньо обробили поліетилен і поліпропілен за допомогою нагрівання та окиснення. Завдяки цьому до полімерних ланцюгів пластику потрапив кисень, що зробило матеріали хімічно активнішими.
У природному стані PE і PP майже не містять кисню, тому погано піддаються хімічній переробці. Саме це є однією з причин, чому сучасним технологіям складно працювати зі змішаними та несортованими пластиковими відходами.
Науковці вважають, що поєднання нижчої робочої температури, здатності утримувати вуглець і можливості переробляти суміш різних видів пластику робить ATT перспективним способом перетворення відходів на чисте водневе паливо.
Водночас технологія поки що залишається на ранньому етапі розвитку. Випробування проводили на дуже малих зразках, тому наступним завданням стане масштабування процесу до промислового рівня. Дослідникам також необхідно збільшити обсяги виробництва водню, додатково скоротити викиди та зберегти відносно невисоку робочу температуру.
Пластики, які вивчали науковці, широко використовуються у виробництві пакетів, соломинок, контейнерів і пляшок. Вони виготовляються з нафти та є одними з головних джерел глобального пластикового забруднення.
Редакція PSM звертає увагу, що наразі йдеться про лабораторну технологію, а не про готове промислове рішення. Її реальний екологічний та економічний ефект залежатиме від того, скільки енергії, реагентів і коштів потребуватиме масштабування процесу, а також чи вдасться безпечно використовувати або утилізувати тверді вуглецеві залишки.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Марсохід NASA виявив на Марсі загадкове явище
Підводні блискавки у Тихому океані спантеличили вчених
Науковці розповіли, яким буде китайське «штучне сонце»
Джерела: wionews.com; phys.org.
