Уникальное оружие
мирового масштаба
на вашей кухне.
Химическая переработка отходов позволяет различным материалам стать частью так называемой экономики замкнутого цикла. Она призвана с одной стороны уменьшить потребности в добыче ископаемых, а с другой ‒ избавить нас от гор мусора, которые являются просто катастрофической проблемой для экологии. Чего стоит только большой тихоокеанский архипелаг, 15 млн км2 которого целиком состоят из мусора, а ведь это только одно «пятно».
Всё это необходимо подвергать переработке, и особенной её миссией в сегодняшнем мире является утилизация, разложение или повторное использование пластика. Хотя исторически он продавался как пригодный для вторичной переработки, реальность такова, что, например, в США почти 90% пластиковых отходов попадает на свалки, мусоросжигательные заводы или просто в окружающую среду. Одна из причин, по которой пластик стал настолько одноразовым, заключается в том, что материалы, полученные в результате переработки, недостаточно ценны, чтобы тратить деньги и ресурсы, необходимые для их получения.
Но сегодня у нас появилась возможность хотя бы начать исправлять столь плачевную ситуацию: исследования университета штата Мичиган (MSU) показывают, что обычная соль с вашей кухни предлагает безопасный, недорогой и многоразовый способ извлечения полезных продуктов из пластиковых отходов. Более того, его успех в этом деле превосходит гораздо более дорогие материалы.
«Это действительно интересно, ‒ говорит Мухаммад Рабнаваз, доцент школы упаковки Мичиганского университета и недавний член Национальной академии изобретателей, который всегда считал, что самое блестящее решение одновременно является и самым простым. ‒ Нам нужны простые и недорогие решения, чтобы одолеть такую большую проблему, как переработка пластмасс».
По прогнозам команды, поваренная соль могла бы существенно снизить затраты на переработку пиролизом ‒ процессом разложения соединений под действием тепла. По их ожиданиям, соль должна была бы неплохо себя проявить благодаря свойственной ей теплопроводности, и она сработала. Да не просто так, а удивила всех, подействовав насколько хорошо, что превзошла дорогие катализаторы.
Пиролиз представляет собой процесс расщепления пластика на смесь более простых углеродных соединений, которые выделяются в трёх состояниях: газообразном, в виде жидкого масла и твёрдого воска. По словам автора исследования, неудобство применения предшествующих ускорителей реакции заключается не только в их дороговизне, но и в том, что этот восковой компонент часто нежелателен. Особенно если учесть, что он может составлять более половины от получившихся на выходе реакции продуктов. Этот изъян касается даже весьма действенных катализаторов, которые часто могут быть токсичными или слишком уж дорогими для такой задачи.
Платина, например, обладает очень привлекательными каталитическими свойствами, но попытка переработки пластмасс с её помощью потребует огромных инвестиций. Это миллионы, если даже не сотни миллионов долларов, и при этом такие катализаторы недостаточно эффективны, чтобы оправдать затраты.
А вот на выходе реакции терморазложения пластмасс с солевым катализом, в основном получается жидкое масло с молекулами углеводородов на манер тех, что содержатся в дизельном топливе. По сравнению с платиновыми катализаторами, использование поваренной соли на выходе обеспечивало стопроцентную конверсию веществ в газ и масло без образования нежелательного парафина.
Мало того, потрясающим преимуществом метода также является возможность повторного использования катализатора.
«Вы можете восстановить соль, просто промыв полученное масло водой», ‒ говорит учёный.
Однако Рабнаваз считает, что подход можно ещё улучшить. Например, так, чтобы жидкие продукты реакции содержали химические вещества, имеющие более ценное применение, чем сжигание в качестве топлива. Тем не менее упомянутые здесь предварительные результаты новой тактики переработки пластмасс весьма и весьма обнадёживают. Особенно ‒ с учётом итогов ориентировочного экономического анализа, показавших, что эффективность коммерческого пиролизного реактора можно утроить, просто добавив соль.
По материалам АРМК.