Ученые научились перерабатывать любые пластиковые отходы в пропан

Загрязнение окружающей среды пластиком – одна из главных экологических проблем прямо сейчас. Основная ее сложность заключается даже не в том, что на переработку пластиковые предметы сдают не так много людей, а в том, что до сих пор не существовало совершенной технологии этой самой переработки и многие отходы оставались лежать мертвым грузом.

Ключевая проблема состоит в том, что существует немало видов пластмасс, которым нужны разные химические процессы для того, чтобы превратить их в подходящую для повторного использования форму. И выходит, что сортировка огромного количества бутылок, контейнеров и бытовых предметов становится экономически нецелесообразной. И вот ученые Массачусетского технологического института сообщили – похоже, необходимая технология найдена.

Был разработан химический процесс с использованием катализатора на основе металла под названием кобальт, который эффективно расщепляет различные пластики, в частности наиболее популярные его виды полиэтилен и полипропилен, до пропана – одной из главных составляющих бытового газа или автомобильного топлива. Кроме того, из полученного пропана можно производить новые пластмассы, что обеспечивает, по крайней мере, частично замкнутую систему переработки пластика.

Новый катализатор легко справляется с ключевой проблемой переработки пластика. Длинноцепочечные молекулы таких материалов удерживают вместе углеродные связи, которые сложно разорвать, чтобы превратить пластик в более простые материалы, пригодные для дальнейшего использования. Существующие методы разрыва этих связей давали на выходе случайную смесь различных молекул, нуждавшихся в дальнейшей сложной очистке и разделе на подходящие для использования соединения. Контролировать, где разорвется молекула пластика было невозможно.

Изобретенный учеными МТИ катализатор изготовлен из микропористого материала под названием цеолит. Он содержит наночастицы кобальта и может избирательно разрушать различные молекулы пластиков, превращая более 80% сырья в пропан.

Ученые опасались, что цеолит будет слабо взаимодействовать с пластиком, но оказалось, что этот материал не только способен пропускать сквозь себя полимерные молекулы, но и разрывать их таким образом, чтобы отсекать ровно одну молекулу пропана. При этом во время реакции не образуется нежелательный взрывоопасный метан. Пропускать сырье через этот катализатор можно столько, сколько нужно – на выходе, оно снова будет давать пропан.

Преимущество метода состоит в том, что материалы, необходимые для переработки пластика – цеолит, кобальт и водород – достаточно дешевы и широко доступны. Сейчас катализатор проходит испытания, а инженеры уже усовершенствуют его использование, чтобы сделать метод доступным для переработки пластиков в промышленных масштабах. Пока проблема состоит в том, чтобы определить, как сильно загрязняют сырье чернила, клей и материалы этикеток, которые используются, например, в производстве пластиковой упаковки. И каким образом они способны повлиять на исходный продукт реакции.

Как сообщал OBOZREVATEL, проблема использования пластика и увеличения пластиковых отходов усугубилась во время пандемии коронавируса. Рост отходов пришелся на госпитали, которым понадобилось больше масок, перчаток и других защитных материалов.