Новый процесс с использованием дешевых катализаторов расщепляет полиэтилен и полипропилен на строительные блоки, позволяя превращать обычные пластиковые предметы в новые продукты
Пластиковые бутылки и пакеты можно превратить в химические строительные блоки и сделать из них новый пластик со всеми свойствами первичного материала. Еще предстоит преодолеть ряд препятствий, но новый процесс - это большой шаг к созданию по-настоящему циркулярной экономики для пластика.
С 1950-х годов на свалки попало около 5 миллиардов тонн пластика, а на переработку ушло лишь 9 процентов от произведенного. При существующих технологиях пластик разрушается при каждом цикле переработки и попадает на свалку только после нескольких циклов этого процесса.
Джон Хартвиг из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги ранее разработали процесс, который расщепляет отходы пластика на составные части, но он опирался на дорогостоящие металлические катализаторы - иридий, рутений и палладий, которые безвозвратно терялись в ходе процесса. Хартвиг говорит, что этот метод «годится для академической статьи, для демонстрационных целей, но не близок к тому, что нужно для чего-то, что можно было бы представить себе как промышленное».
Теперь его команда обнаружила усовершенствованный процесс, который работает как с полиэтиленом, из которого делают большинство пластиковых пакетов, так и с полипропиленом, используемым для изготовления более твердых предметов, и использует только катализаторы, которые считаются настолько распространенными, что, по сути, являются «грязью», говорит Хартвиг.
Пластмассы состоят из больших молекул, называемых полимерами, которые состоят из более мелких единиц, называемых мономерами, соединенных вместе. Катализаторы разрушают химические связи полимеров, превращая их в газообразные мономеры, из которых можно собрать новый пластик со всеми свойствами первичного материала, который никогда не подвергался переработке.
В экспериментах команда использовала два катализатора - натрий на оксиде алюминия и оксид вольфрама на диоксиде кремния - для превращения смеси полиэтилена и полипропилена в мономеры пропилен и изобутилен с эффективностью почти 90 процентов.
Бенджамин Уорд из Университета Кардиффа (Великобритания), не принимавший участия в исследовании, говорит, что переработка пластика осложняется тысячами добавок, таких как красители, антипирены и пластификаторы, которые могут составлять до трети готового продукта и загрязнять конечный продукт после переработки. «Это откладывает свалку. Это откладывает экологическую проблему. Но не предотвращает ее полностью», - говорит он.
Уорд считает, что новый процесс решает проблему добавок, поскольку разделение материала на составляющие его газообразные мономеры также удаляет добавки.
Хартвиг предупреждает, что предстоит преодолеть еще много препятствий, и что процесс был протестирован только в присутствии небольшого количества распространенных добавок. «Будут добавки, которые... будут отравлять, подавлять катализатор», - говорит он. «Нам нужно либо найти способ их разделения, что, возможно, не совсем оптимально, либо найти различные структуры или составы катализаторов, которые будут более устойчивы к некоторым из этих добавок. Это абсолютно непростая задача».
Крессида Боуйер из Университета Портсмута (Великобритания) говорит, что даже когда у нас есть процесс, способный разделить отходы пластика на составные части и противостоять добавкам, все равно возникают дополнительные проблемы. «Необходимо принимать во внимание токсичность и утилизацию конечных продуктов переработки [таких как катализаторы и добавки]. Они могут перевесить все предполагаемые преимущества технологий рециклинга», - говорит она. Переработка не должна рассматриваться как какое-то решение или обоснование для сохранения или увеличения производства одноразовых и ненужных пластиков и продолжения преобладающей культуры «бери и делай отходы».