Plastika postaje problem samo onda kada završi tamo gde joj nije mesto – u prirodi, vazduhu ili, još gore, u našem telu. U svim drugim situacijama, ona je praktičan materijal koji može da postane sirovina u održivom ciklusu reciklaže i zauvek razbije sve „horor” priče i pesimistične scenarije o njenoj upotrebi. Sve što treba je da uključimo maštu i znanje i osmislimo procese koji nam to omogućavaju, a tu na scenu stupaju hemičari sa Univerziteta Nortvestern u SAD čiji pronalazak bi mogao da promeni način na koji razmišljamo o reciklaži plastike.
U središtu ovog otkrića je katalizator na bazi nikla. Jeftin, lako dostupan, a ujedno i izuzetno moćan. On selektivno razlaže poliolefine – plastiku koja čini skoro dve trećine globalne potrošnje ovog materijala. Ono što je najvažnije, inovativni katalizator omogućava reciklažu čak i kada je plastični otpad nesortiran što znači da bi industrijski korisnici mogli da primene ovaj katalizator na velike količine mešanog otpada, bez mukotrpnog i skupog sortiranja po vrstama.
Kada katalizator odradi svoj posao, čvrste plastike niske vrednosti pretvaraju se u tečna ulja i voskove, a od njih kasnije mogu da nastanu proizvodi veće vrednosti – maziva, goriva, pa čak i sveće.
Profesor Tobin Marks, glavni autor studije i svetski poznati stručnjak za katalizu, objasnio je da je jedna od najvećih prepreka u reciklaži plastike oduvek bilo pedantno sortiranje otpada po vrsti. Njihov novi katalizator, kako kaže, mogao bi da zaobiđe taj komplikovan i radno intenzivan korak, čineći reciklažu praktičnijom i isplativijom.
Precizan „rez” u plastičnom otpadu
Problem sa poliolefinom je što je hemijski izuzetno čvrst – sastavljen od malih molekula povezanih jakim ugljenik-ugljenik vezama. Za razliku od drugih polimera, on nema slabe tačke koje bi katalizatori mogli da napadnu. Zato su stope reciklaže ovih plastika u svetu poražavajuće niske – manje od jedan do 10 odsto, iako ih se godišnje proizvede više od 220 miliona tona.
Dosadašnji procesi reciklaže nisu bili efikasni. Mehaničko usitnjavanje i topljenje daju materijale lošeg kvaliteta, dok termička obrada zahteva temperature od 400 do 700 stepeni Celzijusa i ogromne količine energije.
Tim sa Nortvestern univerziteta, zajedno sa kolegama iz drugih institucija, odlučio je da problem reši kroz hidrogenolizu – proces u kome se koristi vodonik i katalizator da bi se plastika razložila na manje, korisne molekule. Ali umesto skupih plemenitih metala poput platine ili paladijuma, oni su razvili katalizator od katjonskog nikla, elementa koji je jeftin i ima ga u izobilju.
Njihovo rešenje je briljantno: molekularni katalizator sa jednim reakcionim mestom. Umesto da „udara naslepo” kao tup instrument, ovaj katalizator radi kao precizan skalpel – selektivno seče ugljenik-ugljenik veze.
Rezultati su impresivni: proces funkcioniše na temperaturi nižoj za 100 stepeni u odnosu na druge metode i pri upola manjem pritisku vodonika. Koristi se 10 puta manje katalizatora, a aktivnost je čak 10 puta veća. Ukratko – pobeđuje u svim kategorijama.
A tu dolazimo do dela koji mi je zvučao gotovo neverovatno. Jedna od najvećih prepreka reciklaži uvek je bila kontaminacija PVC-om. Ovaj toksični polimer obično deaktivira katalizatore i remeti ceo proces. Ali novi katalizator ne samo da je izdržao prisustvo PVC-a – on je u tim uslovima radio još bolje! Čak i kada je četvrtina smeše otpada bila PVC, aktivnost katalizatora se poboljšala.
– To je ludo. To definitivno niko nije očekivao – rekao istraživač josi Kratiš
Studiju pod nazivom Stabilni organo-nikel katalizator na jednom mestu preferencijalno hidrogenolizuje razgranate poliolefinske CC veze podržalo je Ministarstvo energetike SAD i kompanija Dow Chemical, a objavljena je 2. septembra u časopisu Nature Chemistry.
Kada sve ovo sagledam, ne mogu da ne budem optimistična jer verujem da smo na pragu budućnosti u kojoj se mešani plastični otpad više ne tretira kao nerešiv problem, već kao vredan resurs.
