Ze starého nový ve stejné kvalitě
Vědci vytvořili efektivní postup pro rozložení jakéhokoli vyřazeného plastu na molekulární úroveň umožňující výsledné složky zpracovat zpět na nové plasty stejné kvality jako původní.
Studijní tým ze švédské Chalmers University of Technology, vedený prof. Henrikem Thunmanem, oceňuje odolnost plastu jako výhodu, a skutečnost, že se nerozkládá, z něj činí nadějného kandidáta pro cirkulární ekonomiku. Vytváří tak reálnou hodnotu pro ekonomickou motivaci použitý plast sbírat.
Výzkumníci při experimentování s chemickým získáváním plastů pomocí parního krakování přišli s efektivním procesem přeměny použitých plastů na plasty původní kvality. Tento proces je relevantní pro všechny druhy plastů, které jsou výsledkem odpadního systému, včetně těch, které jsou ukládány na skládky nebo skončily v mořích.
„Nalezením správné teploty (kolem 850 °C), správné rychlosti zahřívání a doby zdržení jsme dokázali navrhovanou metodou přeměnit 200 kg plastového odpadu za hodinu na užitečnou směs plynů. Ta pak může být recyklována na molekulární úrovni a stát se základem pro nový plastový materiál originální kvality,“ říká Henrik Thunman.
Zatím je ve světě recyklována jen část získaného plastového odpadu zpět do plastů nižší kvality, protože současný model recyklace plastů má tendenci spadat do tzv. „hierarchie odpadu“, což znamená, že se plast opakovaně degraduje a jeho kvalita se postupně snižuje, než se nakonec spálí pro získání energie. Plasty jsou recyklovatelné pouze z 20–30 %, zbývající se likvidují ve spalovnách a skládkách. Výzkumníci se proto zaměřili na zachycení atomů uhlíku ze shromážděného plastu a jejich použití k vytvoření nového plastu v původní kvalitě.
Zcela nové plasty jsou v současnosti vytvářeny rozbíjením frakcí fosilního oleje a plynu v krakovací jednotce v petrochemických závodech. V ní se tvoří stavební bloky obsahující základní molekuly, které pak mohou být integrovány do mnoha různých konfigurací. Pro dosažení stejného množství ze shromážděných plastů je však potřeba vytvořit nové procesy a vědci představili technické kroky, jak by mohl být takový proces vytvořen a začleněn do současných petrochemických závodů ekonomickým způsobem. Nový proces by mohl změnit současné plastikářské továrny na recyklační rafinerie s využitím jejich stávající infrastruktury.
Tým nyní přechází od počátečních pokusů, jejichž cílem bylo ukázat proveditelnost procesu, k zaměření na jeho podrobnější porozumění. Tyto znalosti jsou potřebné pro rozšíření procesu z několika tun plastu denně na stovky tun, aby se stal komerčně zajímavým.
Na podobném řešení pracují i výzkumníci na druhé straně světa z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) amerického ministerstva energetiky. Navrhli rovněž nový plast, jehož součásti lze rozebrat na molekulární úrovni. Umožňuje recyklaci bez ztráty vlastností, a to dokonce do různých tvarů, textur a barev. Nový plastový materiál, o němž informovali v Nature Chemistry, se nazývá Poly (diketoenamin) nebo PDK. Z něj vytvořené polymery lze efektivně regenerovat a recyklovat pouhým namočením do vysoce kyselého roztoku. Kyselina odděluje vazby mezi monomery a separuje chemické přísady, které dávají plastu jeho vlastnosti.
215
