A kutatók napenergia és egy speciális katalizátor segítségével hajtják végre a műanyag molekuláris lebontását. A módszer vízben működik, és nem juttat többlet szén-dioxidot a légkörbe.
A kanadai Waterloo-i Egyetem kutatói olyan napenergiával működő eljárást dolgoztak ki, amely a műanyaghulladékot ecetsavvá, az ecet fő összetevőjévé alakítja. Az eljárás napfényt és egy speciálisan tervezett katalizátort használ arra, hogy a rendszer molekuláris szinten bontsa le a műanyagokat.
A kutatók szerint ezzel úgy nyílik új lehetőség a hulladék értéknövelt újrahasznosítására, hogy közben nem kerül többlet szén-dioxid a légkörbe.
A csapat egy ún. biomimetikus, kaszkád fotokatalitikus rendszert tervezett, amelynek központi elemei szén-nitridbe ágyazott, egyedi vasatomok. Amikor a napfény eléri az anyagot, egymásutánban indulnak el kémiai reakciók, amelyek nagy szelektivitással alakítják ecetsavvá a gyakori műanyag polimereket.
Számos újrahasznosítási módszer hőt vagy fosszilis eredetű energiát használ, de a kanadai tudósok megközelítése napenergiával működik, és vízben zajlik. Ezt bizonyították is azzal, hogy a rendszert széles körben használt műanyagokon (PVC, PP, PE, PET) tesztelték.
A módszer kevert műanyaghulladék feldolgozásakor is hatékonynak bizonyult. A kutatók ezt alapvető feltételnek tekintik a valós körülmények közötti hulladékkezeléshez.
A műanyaghulladékot, különösen a mikroműanyagokat, tengeri és szárazföldi ökoszisztémákban egyaránt kimutatták. A felhalmozódásuk aggodalmat vált ki a vadon élő állatokra és az emberi egészségre gyakorolt hatások miatt.
„A célunk az, hogy a műanyagszennyezés problémáját úgy oldjuk meg, hogy a mikroműanyag-hulladékot napfény segítségével nagy értékű termékekké alakítjuk” – közölte Dr. Yimin Wu, a gépész- és mechatronikai mérnöki kar professzora, egyben az új energiahordozó anyagokkal és fenntarthatósággal foglalkozó Tang Family tanszék vezetője.
A kutatást a waterlooi doktorandusz Wei Wei vezette, és Wu irányításával olyan katalizátort tervezett, amely természetes rendszerekből merít ihletet. Bizonyos gombák enzimek segítségével, lépésről lépésre zajló reakciók során bontják le az összetett szerves anyagokat – ezt a mechanizmust építette be a saját rendszerébe, és elérte, hogy a folyamat ecetsavvá bontsa le a műanyag polimereket.
A rendszer alapját a szén-nitrid vázban eloszlatott, elkülönült vasatomok adják. Az egyatomos aktív helyek a napfény hatására javítják a reakciók szabályozhatóságát és hatékonyságát. A folyamat így elsősorban ecetsavat állít elő, nem pedig különféle melléktermékek keverékét.
Az ecetsavat az élelmiszeripartól a vegyiparon át az energiarendszerekig széles körben használják. A műanyaghulladék ilyen vegyületté alakítása értéknövelt terméket hoz létre, miközben csökkenti a szennyezést.
A rendszer jelenleg a laboratóriumi fázisnál tart, de az Advanced Energy Materialsban megjelent tanulmány szerint az anyagfejlesztés és a gyártástechnológia előrelépései révén a módszer tovább optimalizálható és nagyobb léptékben is alkalmazható.
Címlapkép: Waterloo-i Egyetem
A Paksi Atomerőmű üzemben tartása érdekében végzett munkálatokról számolt be a miniszterelnök.