Naučnici su napravili značajan korak u borbi protiv plastičnog otpada razvijajući inovativnu metodu koja omogućava pretvaranje plastičnog otpada u čisti vodonik koristeći sunčevu energiju i kiselinu iz starih automobilskih akumulatora. Ovaj proces se odvija u jednom reaktoru i može pretvoriti teško reciklabilnu plastiku u vredne industrijske hemikalije i čisto gorivo, čime se potencijalno stvara kružni sistem prerade otpada koji može da reši više problematičnih tokova otpada.
Prema podacima iz 2025. godine, svet je proizveo više od 440 miliona tona plastičnog otpada, ali je manje od 10% toga stvarno reciklirano. Razlog za to leži u različitim vrstama plastike koje se koriste. Neke vrste, kao što su polipropilen i polietilen, lako se tope i preoblikuju, dok druge, poput kondenzacionih polimera kao što su polietilen-tereftalat (PET) i poliuretani, zahtevaju složenije hemijske procese za razgradnju.
U novoj studiji, istraživači su se fokusirali na vodonik kao ključni zeleni izvor energije i značajnu industrijsku sirovinu. Razvili su proces koji kombinuje depolimerizaciju plastike i proizvodnju vodonika u jedinstvenom reaktoru. Ovo je prvi put da su ova dva koraka spojena u jedan proces. Rezultati su objavljeni 6. aprila u časopisu „Joule“.
Tim istraživača započeo je proces depolimerizacije usitnjavajući PET plastiku iz plastičnih flaša u fini prah i rastvarajući je u koncentrovanoj sumpornoj kiselini. Zatim su zagrevali smešu na 140 stepeni Celzijusa, što je omogućilo hidrolizu plastike nazad u njene monomere, etilen-glikol i tereftalnu kiselinu, koji su oboje vredne industrijske hemikalije.
Umesto da koriste novu sumpornu kiselinu iz laboratorijske boce, istraživači su prepoznali priliku da iskoriste kiselinu iz automobila. Sumporna kiselina se obično izdvaja iz akumulatora, dok se olovo reciklira. Izdvajanje kiseline iz starih akumulatora predstavlja snažan argument za održivost u procesu.
U drugom koraku, proizvodnja vodonika iz etilen-glikola obično zahteva alkalne uslove. U ovom slučaju, istraživači su razvili novi katalizator zasnovan na metalu molibdenu koji je stabilan u akumulatorskoj kiselini. Kada je katalizator izložen svetlosti, on oksiduje etilen-glikol, generišući elektrone koji mogu pretvoriti protone u vodonik.
Iako je vodonik i sirćetna kiselina dobijeni ovim procesom manje vredni od etilen-glikola, ključna prednost je to što ovaj pristup otvara održiv put za druge hemijske procese. Na primer, umesto proizvodnje vodonika, moguće je hidrogenizovati organske supstance, što je važna reakcija u industriji.
Naučnici su takođe pokazali kako njihov proces može se koristiti za hidrogenizaciju jedinjenja koja sadrže azot, pretvarajući ih u važne farmaceutske komponente. Kada se koristi plastika kao izvor, ugljenični otisak se može smanjiti za polovinu, što dodatno naglašava održivost ovog pristupa.
Trenutno, tim radi na prilagođavanju procesa potrebama industrije i planira da ga testira u protočnom reaktoru, sistemu koji neprekidno pretvara reaktante u proizvode. Istraživači se nadaju da će povećanje obima procesa i demonstracija rada u protočnom sistemu omogućiti komercijalizaciju ove inovativne metode.
Iako je upotreba recikliranih reagensa impresionantna, izazovi ostaju, posebno u vezi sa fotohemijskim delom procesa. Sledeći koraci ka komercijalizaciji uključuju povećanje obima procesa i dalje istraživanje kako bi se učinila ova tehnologija dostupnom i praktičnom za industrijsku primenu.
