Ανέπτυξαν έναν νέο τύπο καταλύτη που επιταχύνει τη μετατροπή και περιορίζει τα ανεπιθύμητα υποπροϊόντα

Ενεργειακά αποδοτικές μέθοδοι ανακύκλωσης πλαστικού, μείωση της πλαστικής ρύπανσης, βιώσιμη παραγωγή καυσίμων… αυτοί είναι οι στόχοι ερευνητικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ, οι οποίοι ανέπτυξαν ένα νέο τύπο καταλύτη με τον οποίο επιτυγχάνεται η γρήγορη μετατροπή πλαστικών αποβλήτων σε υγρά καύσιμα.

Σύμφωνα με την έκθεση που δημοσιεύθηκε στο Chem Catalysis σε αντίθεση με τους συμβατικούς καταλύτες που αντιμετωπίζουν δυσκολία στη μετατροπή αποβλήτων σε κάτι χρήσιμο, εκείνος που σχεδιάστηκε από τους ερευνητές για τη διάσπαση πολυμερών είναι αποτελεσματικός.

Χάρη στην υδρογονόλυση, δηλαδή τη χρήση αερίου υδρογόνου, ο καταλύτης μπορεί να παρέχει καύσιμα για τις μεταφορές ή τη βιομηχανία. Η δομή του βασίζεται σε MXenes – λεπτά νανοϋλικά με πολυστρωματική δομή – για ταχύτερη και καθαρότερη μετατροπή πλαστικού.

«Αντί να αφήνουμε τα πλαστικά να συσσωρεύονται ως απόβλητα, η ανακύκλωση τα αντιμετωπίζει σαν στερεά καύσιμα που μπορούν να μετατραπούν σε χρήσιμα υγρά καύσιμα και χημικά, προσφέροντας μια ταχύτερη, πιο αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον λύση», σχολίασε η επικεφαλής της μελέτης, Ντονγκία Λιου, καθηγήτρια Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ.

Όσο για τη δομή των Mxenes, ο ερευνητής Αλί Καμαλί εξήγησε ότι σχηματίζουν δισδιάστατα στρώματα, όπως οι σελίδες ενός βιβλίου. Αυτά τα στοιβαγμένα στρώματα στο κλειστό βιβλίο δυσκολεύουν την εύκολη μετακίνηση του λιωμένου πλαστικού, περιορίζοντας την επαφή με τον καταλύτη.

Για να βελτιωθεί ο σχεδιασμός, οι επιστήμονες εισήγαγαν πυλώνες από πυρίτιο για να δημιουργήσουν χώρο ανάμεσα στις στρώσεις και να επιτρέψουν στα πολυμερή και τις άλλες ενώσεις που προκύπτουν να ρέουν πιο εύκολα.

«Η ενσωμάτωση πυλώνων πυριτίου επεκτείνει περαιτέρω την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων, βελτιώνοντας σημαντικά τη μεταφορά μάζας, τους ρυθμούς αντίδρασης και την επιλεκτικότητα προς τα υγρά καύσιμα», αναφέρει η μελέτη.

Με αυτόν τον τρόπο, τα πολυμερή μπορούν να «γλιστρήσουν» και να αλληλεπιδράσουν με τον καταλύτη πιο αποτελεσματικά.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE), το οποίο εφαρμόζεται για την παραγωγή πλαστικών συσκευασιών, το οποίο αναμείχθηκε με αέριο υδρογόνου στον καταλύτη.

Η θερμότητα μετέτρεψε το πλαστικό σε υγρό που θύμιζε σιρόπι, το οποίο στη συνέχεια αντέδρασε. Τα αποτελέσματα έδειξαν ρυθμούς μετατροπής σχεδόν διπλάσιους από ό,τι σε προηγούμενες μελέτες υδρογονόλυσης LDPE. Την ίδια στιγμή, η τεχνική περιόρισε την απελευθέρωση αερίων, όπως το μεθάνιο, που προκύπτουν από διαδικασίες όπως αυτή.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι με αυτή τη μέθοδο ενισχύεται η ανακύκλωση πλαστικών και θα μπορούσε να επιτρέψει την ανάπτυξη ενεργειακά αποδοτικών τεχνολογιών για τη διαχείριση των αποβλήτων με στόχο την προστασία του περιβάλλοντος και το σχεδιασμό βιώσιμων τρόπων μετατροπής των αποβλήτων σε χρήσιμα υγρά καύσιμα.

«Καταφέραμε να παράγουμε ένα υλικό που όχι μόνο επιταχύνει τη μετατροπή αλλά και βελτιώνει την ποιότητα των προϊόντων καυσίμου. Αυτή η πρόοδος υπογραμμίζει τις δυνατότητες των νανοδομημένων μεσοπορωδών καταλυτών για την ενίσχυση της ανακύκλωσης πλαστικών», τόνισε η Λιου.

Πηγή: newmoney.gr

Διαβάστε επίσης: Έλον Μασκ: Ο πρώτος άνθρωπος με περιουσία πάνω από $500 δισ. - έστω και προσωρινά