تبدیل زباله پلاستیکی به سوخت: انقلاب علمی در بازیافت شیمیایی

دانشمندان پیشرفت‌هایی در بازیافت شیمیایی برای بهبود استفاده مجدد از زباله پلاستیکی داشته‌اند و این مواد را به اجزای بنیادی‌شان تجزیه می‌کنند. محققان دانشگاه ETH زوریخ تکنیک‌های کلیدی برای این فرآیند ابداع کرده‌اند که می‌تواند تولید محصولات و سوخت‌های با کیفیت را از پلاستیک‌های بازیافت‌شده امکان‌پذیر نماید.

روش جدید بازیافت شیمیایی

بازیافت شیمیایی به عنوان جایگزینی پایدار برای بازیافت پلاستیک‌های مرسوم و سنتی مطرح است و این امکان را فراهم می‌کند که پلاستیک‌ها به محصولات با کیفیت تبدیل شوند. این فرآیند به کمک فرمولی ریاضی بهینه‌سازی شده است. هر سال صدها میلیون تن زباله پلاستیکی در سطح جهانی تولید می‌شود و محققان به طور جدی در تلاشند روش‌های نوآورانه‌ای را ابداع کنند که بخش عظیمی از این زباله‌ها را به محصولات با کیفیت تبدیل کنند، با هدف ایجاد اقتصادی چرخه‌ای.

چالش‌های بازیافت مکانیکی

روش‌های فعلی بازیافت در رسیدن به این هدف ناکافی هستند. بیشتر زباله‌های پلاستیکی به صورت مکانیکی بازیافت می‌شوند؛ به این صورت که خرد شده و سپس ذوب می‌شوند، اما کیفیت آن‌ها در هر مرحله بازیافت کاهش می‌یابد. بازیافت شیمیایی این مشکل را حل می‌کند با تجزیه پلاستیک‌ها به عناصر سازنده اصلی خود (یعنی مونومرها) که می‌توان آن‌ها را برای تولید پلاستیک‌های جدید و با کیفیت به کار برد.

تولید سوخت از زباله‌های پلاستیکی

این روش جدید در بازیافت شیمیایی به تجزیه زنجیره‌های طولانی پلاستیکی به مولکول‌های کوتاه‌تر می‌پردازد که می‌توانند به عنوان سوخت‌های مایع یا روان‌کارها مورد استفاده قرار گیرند. این امر به زباله پلاستیکی حیاتی دوباره به عنوان بنزین، سوخت جت یا روغن موتور می‌بخشد. دانشمندان دانشگاه ETH زوریخ توانسته‌اند بنیان مهمی برای توسعه این فرآیند ایجاد کنند که به جامعه علمی جهانی امکان کار بر روی بازیافتی هدفمندتر و موثرتر را می‌دهد.

یافته‌های جدید در بازیافت شیمیایی

دانشمندان به رهبری خاویر پرز-رمیزر، استاد طراحی کاتالیز، تحقیقی بر روی تجزیه پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن با هیدروژن انجام دادند. در این فرآیند ابتدایی، پلاستیک به صورت مذاب در مخزنی فولادی قرار می‌گیرد و هیدروژن گازگونه به پلاستیک مذاب اضافه می‌شود. افزون بر این، افزودن کاتالیزور پودری شامل فلزاتی چون روتنیوم قدمی اساسی است تا واکنش شیمیایی با بازده بیشتری انجام شود.

نقش سرعت چرخش و هندسه در فرآیند

آنتونیو خوزه مارتین توضیح می‌دهد که پلاستیک مذاب هزار بار غلیظ‌تر از عسل است و نکته کلیدی این است که چگونه در مخزن آن را هم بزنیم. به کمک آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، تیم تحقیقاتی ثابت کردند که همزن با تیغه‌های موازی بهترین ترکیب را ارائه می‌دهد. سرعت چرخش نیز بسیار مهم است و ایده‌آل باید نزدیک به هزار دور در دقیقه باشد.

فرمول نوین در مهندسی شیمی

آن‌ها موفق به توسعه فرمول ریاضی برای توصیف کامل فرآیند بازیافت شیمیایی شدند. اکنون دانشمندان به طور دقیق می‌توانند تأثیر هندسه و سرعت همزن را محاسبه کنند. با این فرمول، تحقیق‌های آینده می‌تواند به مقایسه مستقیم کاتالیزورها بپردازد و بر روی مقیاس‌بندی تکنولوژی از آزمایشگاه به صنعت بزرگ تمرکز کند. با این حال، تمرکز فعلی همچنان بر تحقیق بر روی کاتالیزورهای بهتر برای بازیافت شیمیایی پلاستیک‌ها باقی خواهد ماند.