La plastica monouso potrebbe avere più valore intrinseco di quanto si pensi.

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo per riciclare abbondanti, plastiche apparentemente di basso valore in prodotti liquidi di alta qualità, come oli motore, lubrificanti, detersivi e persino cosmetici. La scoperta migliora anche gli attuali metodi di riciclaggio che risultano economici, prodotti di plastica di bassa qualità.

Il metodo catalitico serve un pugno uno-due rimuovendo l'inquinamento plastico dall'ambiente e contribuendo a un'economia circolare.

Università nordoccidentale, Il Laboratorio Nazionale Argonne e il Laboratorio Ames hanno guidato il team multi-istituzionale.

"Il nostro team è lieto di aver scoperto questa nuova tecnologia che ci aiuterà a superare il crescente problema dell'accumulo di rifiuti di plastica, " ha detto Kenneth R. Poeppelmeier della Northwestern, che ha contribuito alla ricerca. "I nostri risultati hanno ampie implicazioni per lo sviluppo di un futuro in cui possiamo continuare a beneficiare dei materiali plastici, ma fallo in modo sostenibile e meno dannoso per l'ambiente e potenzialmente per la salute umana".

Poeppelmeier è il professore di chimica di Charles E. ed Emma H. ​​Morrison al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern, direttore del Center for Catalysis and Surface Science di Northwestern e membro del Program on Plastics di Northwestern, Ecosistemi e salute pubblica.

Poeppelmeier ha co-diretto il lavoro con Aaron D. Sadow, uno scienziato nella Divisione di Scienze Chimiche e Biologiche presso il Laboratorio Ames, e Massimiliano Delferro, capogruppo del programma di catalisi dell'Argonne National Laboratory.

Lo studio sarà pubblicato il 23 ottobre sulla rivista Scienze Centrali ACS .

Il problema della plastica

Ogni anno, Nel mondo vengono prodotte 380 milioni di tonnellate di plastica. E mentre il mercato delle materie plastiche continua ad aumentare, molti analisti prevedono che la produzione potrebbe quadruplicare entro il 2050. Oltre il 75% di questi materiali plastici viene scartato dopo un utilizzo. Molti di loro finiscono nei nostri oceani e corsi d'acqua, danneggiare la fauna selvatica e diffondere tossine.

"Ci sono certamente cose che possiamo fare come società per ridurre il consumo di plastica in alcuni casi, " Ha detto Sadow. "Ma ci saranno sempre casi in cui la plastica è difficile da sostituire, quindi vogliamo davvero vedere cosa possiamo fare per trovare valore nei rifiuti".

Mentre la plastica può essere fusa e ritrattata, questo tipo di riciclaggio produce materiali di valore inferiore che non sono strutturalmente resistenti come il materiale originale. Gli esempi includono il riciclaggio di bottiglie di plastica in una panchina modellata.

Se lasciato allo stato brado o in discarica, le plastiche non si degradano perché hanno legami carbonio-carbonio molto forti. Anziché, si rompono in plastiche più piccole, note come microplastiche. Mentre alcune persone vedono questi forti legami come un problema, il nord-ovest, Il team di Argonne National Laboratory e Ames Laboratory ha visto questa come un'opportunità.

"Abbiamo cercato di recuperare l'elevata energia che tiene insieme quei legami convertendo cataliticamente le molecole di polietilene in prodotti commerciali a valore aggiunto, " Disse Delferro.

Una soluzione catalitica

Il catalizzatore è costituito da nanoparticelle di platino, di appena due nanometri, depositate su nanocubi di perovskite, che hanno una dimensione di circa 50-60 nanometri. Il team ha scelto la perovskite perché è stabile alle alte temperature e pressioni ed è un materiale eccezionalmente buono per la conversione dell'energia.

Per depositare nanoparticelle sui nanocubi, il team ha utilizzato la deposizione di strati atomici, una tecnica sviluppata ad Argonne che consente un controllo preciso delle nanoparticelle.

Sotto pressione e temperatura moderate, il catalizzatore ha scisso il legame carbonio-carbonio della plastica per produrre idrocarburi liquidi di alta qualità. Questi liquidi possono essere utilizzati nell'olio motore, lubrificanti o cere o ulteriormente lavorati per produrre ingredienti per detergenti e cosmetici. Ciò contrasta con i catalizzatori disponibili in commercio, che ha generato prodotti di qualità inferiore con molti idrocarburi corti, limitando l'utilità dei prodotti.

Ancora meglio:il metodo catalitico ha prodotto molti meno rifiuti nel processo. I metodi di riciclaggio che fondono la plastica o utilizzano catalizzatori convenzionali generano gas serra e sottoprodotti tossici.