Ez lehet a végső megoldás a műanyag ellen: sosem látott, tiszta módszerrel lebontható

Ma még hihetetlennek tűnik, de sikerült megoldani: költséges, mérgező és szennyező megoldások helyett a műanyag alkotóelemeire bontható a levegő páratartalmának segítségével.

Az eljárást az amerikai Northwestern Egyetem kutatói fejlesztettek ki, és nem elég, hogy olcsó, illetve környezetkímélő, még rendkívül egyszerű is. A műanyag a levegő nedvességtartalmát kihasználva bontható szét, hogy aztán az alkotóelemeit újrahasznosítva további termékek készüljenek belőle.

A folyamat a ma ismert lebontó eljárásokhoz képest környezetbarát, oldószermentes és egyáltalán nem mérgező. Egy olcsó katalizátorral először megbontják a poliészterek leggyakrabban használt műanyagtípusának, a polietilén-tereftalátnak (PET) a kémiai kötéseit, majd a szétbomlott anyagot egyszerűen környezeti levegőnek teszik ki, kvázi szellőztetik egy kicsit. A levegőben nyomokban jelen lévő nedvesség hatására a PET monomerekre bomlik, amelyek újrahasznosíthatók új PET-termékek vagy más, akár értékesebb műanyag elemek előállítására.

„Az Egyesült Államok az egy főre jutó műanyagszennyezésben az első helyen áll, és ezeknek a műanyagoknak csupán öt százalékát hasznosítjuk újra, tehát nagy szükség van olyan technológiákra, amelyek különböző műanyaghulladékokat képesek feldolgozni – idézi az egyetem közleménye a kutatás egyik vezetőjét, Yosi Kratish-t. A jelenlegi módszerek általában megolvasztják a műanyag palackokat, majd gyengébb minőségű termékekké alakítják őket. A mi kutatásunk különlegessége, hogy a levegő nedvességtartalmát használjuk a műanyag lebontására, így rendkívül tiszta és szelektív folyamatot érünk el.”

Egyszerűbb és környezetbarátabb megoldás a műanyag ellen

A plasztikok lebontásának jelenlegi módszerei magas hőmérsékletet, nagy energiafelhasználást és oldószereket igényelnek, ezáltal mérgező melléktermékekkel járnak, ráadásul a használt katalizátorok gyakran drágák és mérgezőek, illetve növelik a hulladék mennyiségét.

„A mi megközelítésünk ehhez képest oldószermentes, és a levegő nedvességtartalmára támaszkodik. Ez nemcsak környezetbarát, hanem a gyakorlatban is könnyen alkalmazható – mutatott rá Naveen Malik, a témáról publikált tanulmány vezető szerzője.

A kutatók bőségesen rendelkezésre álló, olcsó és nem mérgező anyagokat, molibdén katalizátort és aktivált szenet használtak. Összekeverték velük a PET-et, majd felmelegítették. A folyamat során a kötések rövid idő alatt felbomlottak, ezután a lebontott anyagot levegőnek tették ki. A levegőben lévő kis mennyiségű vízpára hatására az anyag tereftálsavvá (TPA) alakult, amely a poliésztergyártás értékes alapanyaga. Az egyetlen melléktermék az acetaldehid lett, ami viszont könnyen eltávolítható ipari vegyület.

„A levegő jelentős mennyiségű nedvességet tartalmaz, így könnyen hozzáférhető és fenntartható forrást biztosít a kémiai reakciókhoz – magyarázta Malik. Még viszonylag száraz körülmények között is körülbelül 10–15 ezer köbkilométernyi víz található a légkörben. Ennek a nedvességének a felhasználása lehetővé teszi, hogy ne legyen szükség nagy mennyiségű oldószerre, csökkentsük az energiafelhasználást és elkerüljük az agresszív vegyi anyagok alkalmazását.”

Bíztató eredmények után ipari felhasználás

A kutatók négy óra alatt visszanyerték a kísérlet során használt TPA 94 százalékát. A módszert tesztelték valódi tárgyakon – például műanyag palackokon, pólókon és vegyes műanyaghulladékon -, és ezekkel ugyanolyan hatékonynak bizonyult. Még a színezett műanyagokat is lebontotta tiszta, színtelen TPA-ra.

A kísérletek bebizonyították, hogy katalizátor tartós és újra felhasználható, így többszöri alkalmazás után sem veszít hatékonyságából. A módszer a vegyes műanyagok esetében ugyancsak működik, vagyis nincs szükség az anyagok előzetes szétválogatására, ami jelentős gazdasági előnyt jelent az újrahasznosító ipari szereplők számára. A következő lépés az ipari méretekre való skálázás. A kutatók célja, hogy optimalizálják a folyamatot, és biztosítsák, hogy nagy mennyiségű műanyaghulladékot is kezelni tudjon.

Címlapkép: Muntaka Chasant - Wikipedia