Un team internazionale di esperti impegnato in una ricerca fondamentale ha sviluppato un modo per utilizzare i rifiuti di polietilene (PE) come materia prima e convertirli in sostanze chimiche preziose, tramite fotocatalisi guidata dalla luce.
Il professor Shizhang Qiao dell'Università di Adelaide, titolare della cattedra di Nanotecnologia e direttore del Centro per i materiali in energia e catalisi presso la Scuola di ingegneria chimica, ha guidato il team che ha pubblicato i risultati sulla rivista Science Advances .
"Abbiamo riciclato i rifiuti di plastica del polietilene trasformandoli in etilene e acido propionico con elevata selettività utilizzando catalizzatori metallici dispersi atomicamente", ha affermato il professor Qiao.
"È stato utilizzato un metodo di fotocatalisi a temperatura ambiente con accoppiamento di ossidazione per convertire i rifiuti in prodotti preziosi con elevata selettività. Quasi il 99% del prodotto liquido è acido propionico, alleviando i problemi associati a prodotti complessi che richiedono quindi la separazione. L'energia solare rinnovabile è stata utilizzata utilizzati piuttosto che processi industriali che consumano combustibili fossili ed emettono gas serra."
“Questa strategia di valorizzazione è implementata principalmente con quattro componenti, tra cui rifiuti di plastica, acqua, luce solare e fotocatalizzatori non tossici che sfruttano l’energia solare e potenziano la reazione. Un tipico fotocatalizzatore è il biossido di titanio con atomi di palladio isolati sulla sua superficie. "
La maggior parte della plastica utilizzata oggi finisce per essere scartata e accumulata nelle discariche. Il PE è la plastica più utilizzata al mondo. Gli imballaggi alimentari quotidiani, le borse della spesa e i flaconi di reagenti sono tutti realizzati in PE. Rappresenta anche la percentuale maggiore di tutti i rifiuti di plastica e finisce principalmente nelle discariche, costituendo una minaccia per l'ambiente e l'ecologia globale.
"I rifiuti di plastica sono una risorsa non sfruttata che può essere riciclata e trasformata in nuova plastica e altri prodotti commerciali", ha affermato il professor Qiao.
"Il riciclo catalitico dei rifiuti di PE è ancora in fase iniziale di sviluppo ed è praticamente impegnativo a causa dell'inerzia chimica dei polimeri e delle reazioni collaterali derivanti dalle complessità strutturali delle molecole dei reagenti."
L'attuale riciclaggio chimico dei rifiuti PE viene effettuato a temperature elevate superiori a 400° centigradi che producono composizioni di prodotti complesse.
L'etilene è un'importante materia prima chimica che può essere ulteriormente trasformata in una varietà di prodotti industriali e quotidiani, mentre anche l'acido propionico è molto richiesto grazie alle sue proprietà antisettiche e antibatteriche.
Il lavoro del team mira ad affrontare le sfide ambientali ed energetiche contemporanee, contribuendo a un'economia circolare. Sarà utile in ulteriori ricerche scientifiche, gestione dei rifiuti e produzione chimica.
"La nostra ricerca fondamentale fornisce una soluzione verde e sostenibile per ridurre contemporaneamente l'inquinamento causato dalla plastica e produrre sostanze chimiche preziose dai rifiuti per un'economia circolare", ha affermato il professor Qiao.
"Ispirerà la progettazione razionale di fotocatalizzatori ad alte prestazioni per l'utilizzo dell'energia solare e favorirà lo sviluppo della tecnologia di riciclaggio dei rifiuti alimentata dall'energia solare."
Ulteriori informazioni: Shuai Zhang et al, Produzione fotocatalitica di etilene e acido propionico da rifiuti di plastica mediante specie di Pd disperse atomicamente supportate da titania, Progressi scientifici (2023). DOI:10.1126/sciadv.adk2407. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2407
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito dall'Università di Adelaide
