Nova tehnologija proizvodi vodonik iz mešane plastike

Šta ako plastična flaša, ambalaža ili deo automobila koji danas završavaju na deponiji jednog dana postanu sirovina za proizvodnju čistog vodonika? Nova tehnologija istraživača iz SAD i Južne Koreje pokazuje da takav scenario nije samo teorija.

Plastika je jedan od najprisutnijih materijala savremenog društva. Koristimo je za ambalažu, flaše, kese, delove automobila, elektronske uređaje i bezbroj drugih proizvoda. Problem nastaje kada tim proizvodima istekne životni vek.

Iako se o reciklaži plastike govori decenijama, stvarnost je i dalje daleko od idealne. Različite vrste plastike najčešće moraju da se razdvoje pre obrade, što zahteva dodatnu infrastrukturu, radnu snagu i energiju. Zbog toga veliki deo plastičnog otpada i dalje završava na deponijama ili se spaljuje.

Prema podacima navedenim u istraživanju, reciklira se svega oko devet odsto odbačene plastike, dok oko 79 odsto završava na deponijama, a približno 12 odsto se spaljuje.

Ali šta ako plastiku ne bismo morali prvo da sortiramo?

Tri vrste plastike – jedan reaktor

Upravo je to jedno od najzanimljivijih pitanja kojim su se bavili istraživači sa Fakulteta za inženjerstvo Samueli Univerziteta Kalifornije u Los Anđelesu (UCLA) i Univerziteta Ewha Womans u Južnoj Koreji.

Oni smatraju da bi mešavina tri veoma zastupljene vrste plastike – PET, PE i PP – mogla da se obradi zajedno, bez prethodnog razdvajanja, dok bi rezultat procesa bio vodonik čistoće veće od 90 odsto.

Istraživači su koristili postupak poznat kao alkalni termički tretman, odnosno ATT. Metoda je prvobitno razvijena za proizvodnju vodonika iz biomase, poput morskih algi. Međutim, naučnici su je prilagodili tako da može da razgrađuje plastični otpad.

U procesu natrijum-hidroksid reaguje sa organskim materijalom pri povišenoj temperaturi i pokreće hemijske reakcije tokom kojih nastaje vodonik.

PET se pokazao kao relativno pogodan za ovaj tretman. Međutim, PE i PP predstavljaju veći izazov. Ove plastike su hemijski veoma otporne, pa ih je bilo potrebno prethodno „aktivirati“.

Zato su istraživači uveli još jedan korak – termičku oksidaciju.

Plastika se kratkotrajno zagreva u prisustvu vazduha, pri čemu se na dugim polimernim lancima stvaraju grupe koje sadrže kiseonik. One omogućavaju da kasniji alkalni tretman mnogo lakše razgradi materijal.

Drugim rečima, naučnici su pronašli način da plastiku koja je inače veoma otporna na hemijske reakcije učine „spremnijom“ za razgradnju.

Vodonik nije jedini proizvod

Možda je još zanimljiviji deo ovog procesa ono što se događa sa ugljenikom. Kada se plastika razgrađuje, ugljenik iz nje mora negde da završi. Kod klasične gasifikacije, koja funkcioniše na veoma visokim temperaturama, deo ugljenika može da završi kao ugljen-dioksid.

Kod nove metode ideja je drugačija – natrijum-hidroksid tokom reakcije vezuje ugljenik i pretvara ga u natrijum-karbonat, čime se sprečava njegovo oslobađanje u atmosferu u obliku ugljen-dioksida.

Prema rezultatima istraživanja, više od 75 odsto ugljenika koji je prvobitno bio sadržan u plastici završilo je u stabilnim karbonatnim jedinjenjima ili tečnim organskim ostacima. Manje od 13 odsto dospelo je u gasnu fazu, dok je direktno oslobađanje u atmosferu bilo zanemarljivo.

Natrijum-karbonat se potom može pretvoriti u kalcijum-karbonat, stabilan mineral u kojem se ugljenik može dugoročno zadržati.

Tako proces pokušava da istovremeno reši dva problema: da od plastičnog otpada proizvede korisnu sirovinu i da spreči da deo njegovog ugljenika završi u atmosferi.

Još jedna prednost koju istraživači ističu odnosi se na temperaturu.

Tradicionalna gasifikacija zahteva veoma visoke temperature i zbog toga može biti energetski intenzivna. Nova metoda funkcioniše na temperaturama koje su, prema rezultatima studije, oko 300 do 400 stepeni Celzijusa niže od onih koje se koriste u klasičnoj parnoj gasifikaciji.

To ne znači automatski da je ceo proces energetski neutralan ili da će biti jeftin kada se poveća na industrijski nivo. Ipak, niža radna temperatura otvara mogućnost za smanjenje energetskih potreba procesa.

A upravo je to jedan od ključnih izazova kada govorimo o tehnologijama koje treba da budu deo cirkularne ekonomije – nije dovoljno da nešto tehnički funkcioniše. Mora da bude i energetski i ekonomski opravdano.

Ako bi se ova tehnologija pokazala ekonomski održivom na industrijskom nivou, mogla bi da bude zanimljiva za postrojenja koja istovremeno žele da smanje količinu plastičnog otpada i proizvode vodonik.

Milena Maglovski