فرایند کاتالیزوری تبدیل پلاستیک به سوخت جت

محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن راهی نوآورانه برای تبدیل پلاستیک به مواد تشکیل دهنده سوخت جت و سایر محصولات با ارزش ایجاد کرده اند که استفاده از پلاستیک را آسان و مقرون به صرفه می کند.

محققان در واکنش خود توانستند 90٪ پلاستیک را به سوخت جت و سایر محصولات با ارزش هیدروکربنی طی یک ساعت و در دمای متوسط تبدیل کنند و به راحتی فرآیند را برای ایجاد محصولات مورد نظر خود تنظیم کنند. آنها این کار را تحت نظر Chuhua Jia و Hongfei Lin ، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و مهندسی زیستی ژن و لیندا وویلند انجام داده و گزارشات خود را در مجله Chem Catalysis ارائه دادند.

لین گفت: “در صنعت بازیافت ، هزینه بازیافت بسیار مهم است.” “این کار برای پیشرفت این فناوری جدید به سمت تجاری سازی یک نقطه عطف است.”

در دهه های اخیر ، تجمع مواد زائد پلاستیکی باعث ایجاد بحران زیست محیطی ، آلودگی اقیانوس ها و محیط های بکر در سراسر جهان شده است. با تخریب پلاستیک ها، مشخص شده است که قطعات ریز پلاستیک به زنجیره غذایی وارد می شوند و در صورت ناشناخته تهدیدی برای سلامتی انسان می شوند.

بازیافت پلاستیک از قدیم مشکل ساز بوده است در متداول ترین روش های بازیافت مکانیکی ، پلاستیک را ذوب کرده و مجدداً قالب می زند، اما این از ارزش اقتصادی و کیفیت آن برای استفاده در سایر محصولات می کاهد. بازیافت مواد شیمیایی می تواند محصولات با کیفیت بالاتری تولید کند ، اما به دمای واکنش بالا و زمان پردازش طولانی مدت نیاز دارد و استفاده از آن برای صنایع بسیار گران و سنگین است. به دلیل محدودیت های آن ، هر ساله فقط حدود 9 درصد از پلاستیک در ایالات متحده بازیافت می شود.

محققان WSU در کار خود از فرایند کاتالیزوری برای تبدیل کارآمد پلی اتیلن به سوخت جت و روان کننده های با ارزش بالا استفاده کردند. پلی اتیلن که به آن پلاستیک شماره 1 نیز می گویند ، متداول ترین پلاستیکی است که در محصولات بسیار متنوعی از کیسه های پلاستیک، ظرف های پلاستیکی شیر و بطری های شامپو گرفته تا لوله کشی مقاوم در برابر خوردگی، الوار کامپوزیت پلاستیک چوب و مبلمان پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

برای این فرآیند ، محققان از روتنیوم، روی، کاتالیزور کربن و یک حلال معمول استفاده کردند. آنها توانستند حدود 90٪ پلاستیک را به اجزای سوخت جت یا سایر محصولات هیدروکربنی در یک ساعت در دمای 220 درجه سانتیگراد (428 درجه فارنهایت) تبدیل کنند، که از از درجه حرارت پایین تر از حد معمول استفاده می شود.

وی گفت: “قبل از آزمایش، ما فقط حدس می زدیم اما نمی دانستیم آیا کار موثر است.” “نتیجه خیلی خوب بود.”

لین گفت، تنظیم شرایط پردازش، مانند دما، زمان یا مقدار کاتالیزور استفاده شده، مرحله بسیار مهمی را برای تنظیم دقیق فرآیند برای ایجاد محصولات مطلوب فراهم می کند.

وی گفت: بسته به بازار، آنها می توانند با توجه به اینکه چه محصولی را می خواهند تولید کنند از این فرایند کارآمد که انعطاف پذیری هم هست استفاده کنند. استفاده از این فرآیند ممکن است یک روش امیدوار کننده برای تولید انتخابی محصولات با ارزش بالا از ضایعات پلی اتیلن را فراهم کند.

با حمایت بنیاد تحقیقات واشنگتن، محققان در تلاشند تا روند تجاری سازی را در آینده گسترش دهند و همچنین معتقدند روند کار آنها می تواند به طور موثر با انواع دیگر پلاستیک ها کار کند.

منابع:

دانشگاه ایالتی واشنگتن-      17 مه 2021

Materials provided by Washington State University. Original written by Tina Hilding. Note: Content may be edited for style and length

Chuhua Jia, Shaoqu Xie, Wanli Zhang, Nadia N. Intan, Janani Sampath, Jim Pfaendtner, Hongfei Lin. Deconstruction of high-density polyethylene into liquid hydrocarbon fuels and lubricants by hydrogenolysis over Ru catalyst. Chem Catalysis, 2021; DOI: 10.1016/j.checat.2021.04.00