În fiecare minut, milioane de obiecte din plastic își încheie viața utilă. Sticle, pungi, ambalaje alimentare sau componente auto ajung în gropile de gunoi ori sunt incinerate, alimentând una dintre cele mai grave probleme de mediu ale epocii moderne. În paralel, omenirea caută soluții pentru producerea unui combustibil curat capabil să reducă dependența de combustibilii fosili. Un nou studiu arată însă că aceste două provocări ar putea avea o soluție comună: plasticul transformat în hidrogen.
O echipă internațională de cercetători de la UCLA Samueli School of Engineering și Ewha Womans University din Coreea de Sud a demonstrat o metodă inovatoare prin care deșeurile plastice amestecate pot fi transformate direct în hidrogen de înaltă puritate, fără a necesita sortarea lor prealabilă și fără emisii de dioxid de carbon în atmosferă. Rezultatele studiului, publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), deschid perspectiva unei economii circulare în care plasticul nu mai este considerat un deșeu, ci o resursă energetică valoroasă.
De ce reciclarea plasticului este atât de dificilă?
Deși reciclarea este promovată de decenii, realitatea este mult mai puțin optimistă. Majoritatea instalațiilor de reciclare pot procesa eficient doar fluxuri de plastic foarte bine separate. PET-ul, polietilena și polipropilena trebuie colectate individual, curățate și sortate, operațiuni care cresc semnificativ costurile.
Consecințele sunt evidente. La nivel global, doar aproximativ 9% din deșeurile plastice sunt reciclate, în timp ce 79% ajung în depozitele de deșeuri, iar 12% sunt incinerate, proces care eliberează cantități importante de dioxid de carbon și alți poluanți.
Această realitate explică de ce cercetătorii încearcă să dezvolte tehnologii capabile să valorifice amestecurile de plastic exact așa cum sunt colectate, eliminând etapa costisitoare de sortare.
Cum transformă noua tehnologie plasticul în hidrogen?
Noua metodă poartă denumirea de Alkaline Thermal Treatment (ATT) – tratament termic alcalin. Spre deosebire de procesele clasice de gazeificare, care necesită temperaturi foarte ridicate și produc cantități considerabile de CO₂, ATT funcționează la temperaturi semnificativ mai reduse.
În interiorul unui singur reactor, deșeurile plastice sunt amestecate cu hidroxid de sodiu (NaOH) și încălzite controlat. În aceste condiții au loc reacții chimice complexe care rup lanțurile polimerice și eliberează hidrogen molecular.
Cercetătorii au demonstrat că procesul poate trata simultan cele trei tipuri de plastic cele mai răspândite: polietilen tereftalat (PET), polietilenă (PE) și polipropilenă (PP).
Rezultatul este remarcabil: gazul obținut conține peste 90% hidrogen, suficient de pur pentru numeroase aplicații energetice și industriale.
Secretul tehnologiei: carbonul nu mai ajunge în atmosferă
Una dintre cele mai interesante caracteristici ale metodei ATT este modul în care gestionează carbonul. În procesele convenționale de conversie a plasticului, atomii de carbon sunt transformați în principal în dioxid de carbon, contribuind la efectul de seră.
În schimb, în noul proces, carbonul rezultat din descompunerea plasticului este capturat inițial sub formă de carbonat de sodiu (Na₂CO₃). Ulterior, acesta poate fi transformat în carbonat de calciu (CaCO₃), un mineral extrem de stabil, utilizat în numeroase aplicații industriale sau destinat stocării permanente a carbonului.
Această caracteristică transformă tehnologia într-o posibilă soluție cu emisii aproape nule de carbon, combinând reciclarea deșeurilor cu producerea unui combustibil curat.
După cum subliniază profesorul Ah-Hyung „Alissa” Park, unul dintre coordonatorii studiului, acesta încearcă să rezolve simultan două dintre cele mai urgente probleme globale: acumularea accelerată a deșeurilor plastice și necesitatea dezvoltării unei economii bazate pe hidrogen.
Ce înseamnă această descoperire pentru economia hidrogenului?
În prezent, peste 95% din hidrogenul produs la nivel mondial provine din combustibili fosili, în special din gaz natural. Deși hidrogenul este considerat un combustibil curat deoarece, în timpul utilizării, produce doar apă, metoda prin care este fabricat generează în continuare cantități importante de dioxid de carbon.
Noua tehnologie schimbă această paradigmă. Dacă va putea fi implementată la scară industrială, instalațiile de reciclare ar putea deveni simultan și fabrici de producție a hidrogenului. În loc ca plasticul să fie îngropat sau ars, acesta ar deveni materia primă pentru alimentarea pilelor de combustie, transportului greu, industriei siderurgice, producției de amoniac sau centralelor electrice pe bază de hidrogen.
Mai mult, eliminarea etapei de sortare reduce unul dintre cele mai importante costuri ale reciclării, ceea ce ar putea face procesul competitiv din punct de vedere economic.
De la laborator la industrie: ce obstacole mai există?
Ca orice tehnologie emergentă, metoda ATT nu este încă pregătită pentru utilizarea comercială pe scară largă.
Cercetătorii trebuie să demonstreze că procesul poate funcționa continuu în instalații industriale și că energia consumată rămâne suficient de redusă pentru a justifica investițiile. De asemenea, sunt necesare analize economice detaliate privind costurile reactivilor, recuperarea materialelor și integrarea tehnologiei în infrastructura existentă de reciclare.
O altă provocare constă în tratarea unor fluxuri de deșeuri plastice și mai complexe, care conțin aditivi, coloranți sau alte materiale contaminate.
Totuși, faptul că tehnologia funcționează deja cu un amestec de PET, PE și PP – cele mai răspândite tipuri de plastic din deșeurile municipale – reprezintă un pas important spre aplicații reale.
O nouă perspectivă asupra deșeurilor plastice
Timp de zeci de ani, plasticul uzat a fost privit aproape exclusiv ca un simbol al poluării globale. Noul studiu sugerează însă o schimbare profundă de perspectivă: același material care sufocă oceanele și umple gropile de gunoi ar putea deveni o sursă strategică de energie curată.
Dacă tehnologia tratamentului termic alcalin va depăși etapa experimentală și își va demonstra viabilitate economică, ea ar putea transforma radical modul în care gestionăm deșeurile plastice. În loc să reprezinte un cost pentru societate, acestea ar putea deveni o resursă valoroasă pentru producerea hidrogenului, contribuind simultan la reducerea poluării și la accelerarea tranziției către o economie cu emisii scăzute de carbon.
Într-o lume care caută soluții pentru două dintre cele mai mari crize ale prezentului – acumularea deșeurilor și schimbările climatice – această descoperire demonstrează că inovația poate transforma o problemă globală într-o oportunitate energetică cu impact major.
Sursa: SciTechDaily