Revolucionarna tehnologija reciklaže plastike sa Nortvestern univerziteta

Plastika postaje problem samo onda kada završi tamo gdje joj nije mjesto – u prirodi, vazduhu ili, još gore, u našem tijelu. U svim drugim situacijama, ona je praktičan materijal koji može da postane sirovina u održivom ciklusu reciklaže i zauvIjek razbije sve „horor” priče i pesimistične scenarije o njenoj upotrebi. Sve što treba je da uključimo maštu i znanje i osmislimo procese koji nam to omogućavaju, a tu na scenu stupaju hemičari sa Univerziteta Nortvestern u SAD čiji pronalazak bi mogao da promjeni način na koji razmišljamo o reciklaži plastike.

U središtu ovog otkrića je katalizator na bazi nikla. Jeftin, lako dostupan, a ujedno i izuzetno moćan. On selektivno razlaže poliolefine – plastiku koja čini skoro dvije trećine globalne potrošnje ovog materijala. Ono što je najvažnije, inovativni katalizator omogućava reciklažu čak i kada je plastični otpad nesortiran što znači da bi industrijski korisnici mogli da primjene ovaj katalizator na velike količine miješanog otpada, bez mukotrpnog i skupog sortiranja po vrstama.

Kada katalizator odradi svoj posao, čvrste plastike niske vrijednosti pretvaraju se u tečna ulja i voskove, a od njih kasnije mogu da nastanu proizvodi veće vrijednosti – maziva, goriva, pa čak i svijeće.

Profesor Tobin Marks, glavni autor studije i svjetski poznati stručnjak za katalizu, objasnio je da je jedna od najvećih prepreka u reciklaži plastike oduvijek bilo pedantno sortiranje otpada po vrsti. Njihov novi katalizator, kako kaže, mogao bi da zaobiđe taj komplikovan i radno intenzivan korak, čineći reciklažu praktičnijom i isplativijom.

Precizan „rez” u plastičnom otpadu

Problem sa poliolefinom je to što je hemijski izuzetno čvrst – sastavljen od malih molekula povezanih jakim ugljenik-ugljenik vezama. Za razliku od drugih polimera, on nema slabe tačke koje bi katalizatori mogli da napadnu. Zato su stope reciklaže ovih plastika u svijetu poražavajuće niske – manje od jedan do 10 odsto, iako ih se godišnje proizvede više od 220 miliona tona.

Dosadašnji procesi reciklaže nisu bili efikasni. Mehaničko usitnjavanje i topljenje daju materijale lošeg kvaliteta, dok termička obrada zahtijeva temperature od 400 do 700 stepeni Celzijusa i ogromne količine energije.

Tim sa Nortvestern univerziteta, zajedno sa kolegama iz drugih institucija, odlučio je da problem riješi kroz hidrogenolizu – proces u kome se koristi vodonik i katalizator da bi se plastika razložila na manje, korisne molekule. Ali umjesto skupih plemenitih metala poput platine ili paladijuma, oni su razvili katalizator od katjonskog nikla, elementa koji je jeftin i ima ga u izobilju.

Njihovo rješenje je briljantno: molekularni katalizator sa jednim reakcionim mjestom. Umjesto da „udara naslijepo” kao tup instrument, ovaj katalizator radi kao precizan skalpel – selektivno siječe ugljenik-ugljenik veze.

Rezultati su impresivni: proces funkcioniše na temperaturi nižoj za 100 stepeni u odnosu na druge metode i pri upola manjem pritisku vodonika. Koristi se 10 puta manje katalizatora, a aktivnost je čak 10 puta veća. Ukratko – pobjeđuje u svim kategorijama.

A tu dolazimo do dijela koji mi je zvučao gotovo nevjerovatno. Jedna od najvećih prepreka reciklaži uvijek je bila kontaminacija PVC-om. Ovaj toksični polimer obično deaktivira katalizatore i remeti cio proces. Ali novi katalizator ne samo da je izdržao prisustvo PVC-a – on je u tim uslovima radio još bolje! Čak i kada je četvrtina smješe otpada bila PVC, aktivnost katalizatora se poboljšala.

– To je ludo. To definitivno niko nije očekivao – rekao je istraživač josi Kratiš

Studiju pod nazivom Stabilni organo-nikel katalizator na jednom mestu preferencijalno hidrogenolizuje razgranate poliolefinske CC veze podržalo je Ministarstvo energetike SAD i kompanija Dow Chemical, a objavljena je 2. septembra u časopisu Nature Chemistry.

Kada sve ovo sagledam, ne mogu da ne budem optimistična, jer vjerujem da smo na pragu budućnosti u kojoj se miješani plastični otpad više ne tretira kao nerješiv problem, već kao vrijedan resurs.

Milena Maglovski

Članak Revolucionarna tehnologija reciklaže plastike sa Nortvestern univerziteta se pojavljuje prvo na Energetski Portal.