A hulladékból kincs: hidrogént nyerhetünk a legproblémásabb műanyagokból

A felfedezés azért jelentős, mert a műanyag-újrahasznosítás egyik legnagyobb akadályát, a különböző műanyagtípusok szétválasztásának szükségességét küszöbölheti ki.

A műanyag nagy része ma hulladékként végzi

A modern élet szinte minden területén jelen lévő műanyagok – a palackoktól és csomagolóanyagoktól az autók belső elemeiig – használat után nehezen hasznosíthatók újra. A hagyományos újrahasznosítás során a különböző műanyagtípusokat először szét kell válogatni, ami költséges és összetett folyamat.

Ennek is köszönhető, hogy a világon keletkező műanyaghulladéknak mindössze körülbelül 9 százalékát hasznosítják újra. Mintegy 79 százalék hulladéklerakókba kerül, további 12 százalékát pedig elégetik, ami jelentős szén-dioxid-kibocsátással jár.

A Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) és a dél-koreai Ewha Womans University kutatói most olyan technológiát mutattak be, amely egyszerre kezelheti a műanyaghulladék és a tiszta energia előállításának problémáját.

Vegyes műanyagból több mint 90 százalékos tisztaságú hidrogén

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban bemutatott kutatás középpontjában az úgynevezett lúgos termikus kezelés (alkaline thermal treatment – ATT) áll.

Az eljárás során nátrium-hidroxid segítségével, hő hatására bontják le a műanyagokat, és hidrogént állítanak elő. A kutatók bizonyították, hogy a módszer egyszerre képes kezelni három gyakori műanyagtípust: a PET-et (polietilén-tereftalát), a polietilént (PE) és a polipropilént (PP).

A kísérletek során a folyamat több mint 90 százalékos tisztaságú hidrogént eredményezett, miközben a műanyagokat előzetesen nem kellett szétválogatni.

„Két sürgető globális problémát oldunk meg egyszerre: a műanyaghulladék egyre gyorsabb felhalmozódását és a tiszta hidrogén iránti növekvő igényt”

– mondta Ah-Hyung „Alissa” Park, az UCLA kutatója.

Kevesebb energia, kevesebb kibocsátás

A hagyományos műanyagbontó eljárások, például a gázosítás, rendkívül magas hőmérsékletet igényelnek, és közben jelentős mennyiségű szén-dioxid szabadul fel.

Az új módszer ezzel szemben akár 300–400 Celsius-fokkal alacsonyabb hőmérsékleten is működik. A kutatók szerint a folyamat során a műanyagból származó szén több mint 75 százaléka stabil karbonátvegyületekben vagy folyékony szerves maradványokban marad, míg csak nagyon kis része kerül a levegőbe.

A reakció során keletkező nátrium-karbonát később kalcium-karbonáttá alakítható, amely tartósan képes tárolni a szenet ásványi formában.

Egy előkezelés teszi hatékonnyá a nehezen bontható műanyagokat

A kutatók eredetileg biomasszából – például tengeri algából – történő hidrogén-előállításra fejlesztették ki az eljárást. A műanyagokra való alkalmazáshoz azonban módosítani kellett a technológián.

A PET könnyen reagált a lúgos kezelésre, de a polietilén és a polipropilén ellenállóbbnak bizonyult. Ezek lebontását egy enyhe hőoxidációs előkezeléssel tették lehetővé, amely oxigéntartalmú reakciós pontokat hozott létre a hosszú polimerláncokon.

Ennek köszönhetően mindhárom műanyagtípus hatékonyan átalakíthatóvá vált.

Még további vizsgálatok szükségesek

A kutatók szerint az új technológia fontos lépés lehet a körforgásos gazdaság és a hidrogénalapú energiafelhasználás felé, de a módszer egyelőre csak laboratóriumi körülmények között bizonyított.

További kutatásokra lesz szükség annak megállapítására, hogy az eljárás ipari méretekben is gazdaságosan alkalmazható-e. Ha azonban sikerül a technológiát nagyüzemi használatra fejleszteni, a jövőben a műanyaghulladék nem csupán környezeti teherként, hanem értékes energiaforrásként is kezelhetővé válhat.