Din anul 1950 și până în prezent, au fost produse 8,3 miliarde de tone de materiale plastice. Pentru a scădea cantitatea acestor deșeuri, o echipă de cercetători din cadrul Universității Washington State (WSU) au utilizat materiale plastice pentru a elabora combustibil pentru avioane.
Transformarea deșeurilor de plastic în combustibil nu este o idee nouă. Mulți cercetători au realizat acest lucru printr-un proces denumit piroliză, care presupune încălzirea plasticului la temperaturi cuprinse între 300 °C și 900 °C într-un mediu fără oxigen. Acest proces descompune masa plastică în combustibil și o serie de alte substanțe chimice. Hongfei Lin, profesor în cadrul Școlii de Inginerie Chimică și Bioinginerie Gene și Linda Voiland din WSU, este de părere că el și echipa acestuia au descoperit o modalitate de a face procesul mai eficient și mai ecologic.
Echipa de cercetare are o reputație în ceea ce privește producerea combustibililor din surse de biomasă. Totuși, în urmă cu un an și jumătate, cercetătorii au decis să analizeze descompunerea chimică a polietilenei, una dintre cele mai comune mase plastice din lume. Echipa de cercetare a început să încerce pre-tratarea plasticului cu diferite soluții de solvenți și catalizatori înainte de încălzire.
„Inițial, nu știam ce se va întâmpla”, a declarat Lin.
Potrivit lui Lin, solvenții pe care i-au testat au pătruns în plastic și au schimbat proprietățile fizice ale acestuia, crescând afinitatea pentru catalizatori și maximizând ratele de reacție. După testarea câtorva compuși diferiți, aceștia au descoperit faptul că n-hexanul este cel mai bun solvent în ceea ce privește maximizarea procesului de producție a combustibilului, în timp ce metil-ciclohexanul este cea mai bună opțiune pentru producerea lubrifianților de înaltă calitate, un alt produs secundar al procesului.
De asemenea, echipa de cercetare a folosit drept catalizator un compus, denumit ruteniu-pe-carbon, care a scindat legăturile covalente dintre atomii de carbon din plastic. După ce au încălzit plasticul timp de o oră la o temperatură de 220 °C și au injectat hidrogen în reactor, cercetătorii au constatat faptul că 90% din masa plastică s-a transformat în componente ale combustibililor pentru avioane și ale lubrifiantului. Restul de 10% a fost transformat în gaze, precum metanul. Lin a declarat faptul că echipa poate lucra cu diferitele substanțe chimice implicate pentru a produce o cantitate mai mare de combustibil sau de lubrifiant.
„Acest concept poate fi aplicat și pentru diferite tipuri de materiale plastice, deși unele (precum poliesterii) au tipuri diferite de legături chimice. Prin urmare, aceștia ar avea nevoie de tratamente diferite. Am testat procesul într-un reactor de laborator de dimensiuni relativ reduse, dar acesta ar putea fi extins pentru a produce produse de înaltă valoare, precum lubrifianți și combustibili, folosind deșeuri de plastic. Am folosit polietilena ca o demonstrație a conceptului”, a spus el.
Procesul este mai eficient din punct de vedere energetic decât alte abordări care utilizează piroliza, care se bazează pe temperaturi mult mai ridicate. În plus față de beneficiile de mediu și a economiei de energie, procesul ar mai putea avea un avantaj pe piață dacă ar putea fi implementat. „Atunci când vine vorba de reciclare, costul este cel mai important aspect”, a declarat Lin.
Potrivit lui Lin, echipa lucrează cu biroul de comercializare al WSU pentru a putea implementa și utiliza procesul într-o bună zi, pe scară largă, El a adăugat faptul că a existat deja un interes din partea unor investitori. „În viitor, această metodă ar putea fi un instrument potențial pentru reducerea deșeurilor de plastic din întreaga lume. La nivel mondial, plasticul este o problemă de mediu foarte presantă. Trebuie să abordăm această problemă cât mai curând posibil”, a declarat Lin.
Cu toate acestea, nu toată comunitatea susține această idee. Andrew Rollinson, un consultant independent pe această temă și fost academician, a numit procesul „total fantezist și impracticabil”.
„Piroliza este o tehnologie veche. Înainte de utilizarea pe scară largă în domeniul petrochimic , aceasta a fost folosită pentru a produce materiale precum creozot și metanol folosind lemn. Începând cu anii 1950, s-a încercat utilizarea procesului și pentru produsele plastice. Până în prezent, acesta nu a funcționat”, a declarat Rollinson.
„Deși în lucrare se afirmă faptul că procesul are o eficiență ridicată, eu sunt sceptic, deoarece acesta necesită o presiune mare a hidrogenului. Atingerea presiunii necesare necesită un consum mare de energie. De asemenea, producerea și stocarea hidrogenului necesită un consum mare de energie, reducându-se astfel orice beneficii ecologice. Experimentul a avut loc doar într-un cadru de laborator. La scară comercială, ar fi nevoie de o cantitate mult mai mare de hidrogen și de energie pentru a obține presiunile necesare”, a adăugat Rollinson.
În plus, Rollinson a menționat faptul că solvenții și catalizatorii utilizați ar trebui să fie extinși pentru cantități mai mari de materiale plastice. „Hexanul (solventul) este toxic, exploziv și dăunător pentru mediu. De asemenea, există un consum de energie în procesul de fabricare a acestor substanțe chimice”, a adăugat acesta. Lin a recunoscut faptul că recuperarea și reutilizarea solventului ar adăuga costuri, dar tehnologia în sine ar putea menține costurile scăzute. Totuși, Rollinson are îndoielile sale.
„Din punct de vedere științific, procesul este destul de interesant. Dar, din punct de vedere practic, acesta nu este viabil”, a declarat Rollinson.
