Razvita je bila nova tehnika kemične predelave polistirena: lahko bi bila prva na svetu, ki je ekonomična in učinkovita z energetskega vidika

Skupina kemijskih inženirjev je modelirala a nov način recikliranja polistirena kar bi lahko postalo prvi resnično izvedljiv način za ponovno uporabo materiala. Kljub temu, da ga je možno (skoraj) neskončno reciklirati, se v resnici danes predela le 5 odstotkov proizvedenega polistirena, ki za nedoločen čas konča na odlagališčih po vsem svetu ali še huje, neposredno v morju.

Nova tehnika kemičnega recikliranja polistirena, ki uporablja pirolizo, je taka učinkovito in ekonomično za katerega znanstveniki ocenjujejo, da bi lahko zamenjali 60 odstotkov vsega danes uporabljenega polistirena recikliranega stirena kemično.

Presenečenja kemije: plastični odpadki tako postanejo milo
Recikliranje odpadkov: tako je Italija vodilna v sektorju v Evropi

Zakaj je tako težko reciklirati polistiren?

Il polistiren je eden najbolj uporabljanih in težko nadomestljivih plastičnih polimerov: po vsem svetu se uporablja za embalažo in posode za hrano, za izolacijo zgradb, za lahke avtomobilske komponente. Varčen, stabilen, izolativen in zelo lahek polistiren je eden od naftnih derivatov: trenutno ga proizvaja polimerizacija stirena, ki se pridobiva s katalitsko dehidrogenacijo etilbenzena.

Za potrebe novega gospodarstva bo še vedno potrebno veliko več nafte: trg polistirena, ki je leta 9 presegel 2022 milijard dolarjev, se pripravlja, da bo do leta 20 presegel 2030 milijard dolarjev, z predvidena rast blizu 10 odstotkov. In še danes 95 odstotkov polistirena, ki ga dnevno uporabljamo, izvira iz čistih surovin.

Obstaja več metod za mehansko recikliranje polistirena, vendar kot je navedeno v študiji, objavljeni na “Chemical Engineering Journal“, ponavljajoče se toplotne obdelave povzročijo a nepovratna degradacija kar ustreza izgubi osnovnih lastnosti, kot sta mehanska odpornost in prožnost.

Poleg tega:Zaradi izzivov mehanskega recikliranja številni obrati za recikliranje materialov ali MRF ne sprejemajo odpadnega polistirena, saj zahtevajo ibolj specializiran obrat da ga mehansko recikliramo”. In tu je vprašanje Costi: ker je polistiren lahek in zajeten, je transport zelo drag, zaradi česar je pristop mehanskega recikliranja v bistvu neučinkovit.

Zato so kemijski inženirji izUniverza v Bathu v Veliki Britaniji Worcester Politehnični inštitut v Massachusettsu so iskali rešitev, ki bi končno lahko naredila recikliranje tega materiala priročno z vseh vidikov.

Airlement: 3D tiskanje lahkih gradbenih materialov iz odpadkov
Kenijski start-up, ki plastične odpadke spreminja v zamrzovalnike

Nova metoda za kemično recikliranje polistirena

Nova tehnika recikliranja polistirena uporablja kemični postopek, tj piroliza, za razgradnjo polistirena na "kose", ki se lahko uporabijo za sestavljanje novih blokov materiala.

Kot pojasnjuje Bernardo Castro-Dominguez, višji predavatelj kemijskega inženirstva na Univerzi v Bathu in sodirektor Centra za digitalno proizvodnjo in oblikovanje (dMaDe), “tehnike kemijskega recikliranja so trenutno v središču pozornosti v kemijskem inženiringu: vse bolj je nujno najti stroškovno in energetsko učinkovite metode za razgradi plastiko na njene primarne sestavne elemente, kot je polistiren".

"Naša analiza je pokazala, da je polistiren idealen kandidat za postopek kemičnega recikliranja«, dodaja Mihael Timko, profesor kemijskega inženirstva na Politehničnem inštitutu Worcester.

Ustvarjanje enega kilograma novega materiala zahteva manj kot 10 megajoulov energije, približno dovolj za napajanje običajne mikrovalovne pečice. Proces, pojasnjujejo znanstveniki, ima 60-odstotni donos: to pomeni, da če uporabimo 1 kg rabljenega polistirena, ostane 600 gramov 99-odstotno čistega monomera stirena za ustvarjanje novega polistirena, kar bi končno omogočilo omejiti uporabo fosilnih goriv.

"Presenetljivo je, da je proces energetsko učinkovit in potencialno ekonomsko konkurenčen«, pojasnjuje Timko, »z vidika emisij je lahko vlaganje v ta proces potencialno enakovredno preprostim ukrepom, kot je varčevanje z energijo, v smislu zmanjšanje emisij pridobiti za določeno investicijo".

Je papir nova plastika? Nekaj ​​vprašanj o trajnosti
Nevarno plastično sneženje v avstrijskih in švicarskih Alpah

Resnično izvedljiv način za ponovno uporabo polistirena

Nova metoda izkorišča prednosti piroliza z zvrtinčeno plastjo, zelo poznana tehnologija, saj rafinerije nafte že dolgo uporabljajo zelo podobne reaktorje. Ta tehnika, ki sestoji iz izpostavljanja materiala zelo visokim temperaturam (nad 450°C) v komori brez kisika, ima nesporne prednosti: visoko tehnološko razpoložljivost, razširljivost zaradi uporabnosti je veliko privlačnejši od drugih metod kemičnega recikliranja.

Znanstveniki so nato obravnavali pogosto spregledano vprašanje bogov izdelki, pridobljeni s kemičnim recikliranjem: Obstaja več metod za pretvorbo plastike v goriva ali osnovne kemične surovine, vendar so ti izdelki povezani s trgi, ki jih je skoraj nemogoče nasičiti.

Poleg tega študija navaja, "proizvodnja goriv ali kemičnih surovin ne zmanjša potrebe po proizvodnji čistega polistirena iz nafte”. Vendar pa lahko za razliko od tega, kar se zgodi z večino običajnih polimerov, izkoristek monomera, pridobljen s pirolizo polistirena, preseže 50 odstotkov.

Identificirani postopek vključuje pirolizni reaktor, toplotni izmenjevalnik in par destilacijskih stolpcev, ki ločujejo polistirenske dele v stirenski monomer (ki se lahko uporabi za reformo polistirena) in "lahki" in "težki" stranski proizvodi podobno kot olje, ki ga je mogoče ponovno uporabiti na druge načine.

"trenutno manj kot 5 odstotkov polistirena se reciklira«, pojasnjuje Bernardo Castro-Dominguez, »naše delo to dobro dokazuje 60 odstotkov vsega danes uporabljenega polistirena lahko nadomesti s kemično recikliranim stirenom”. Slika, ki zelo jasno kvantificira morebitne koristi tega gospodarnega, učinkovitega in razširljivega pristopa.

Plastika in oceani, zato je zaradi sončne svetlobe ... "nevidna"
Tukaj je prvi vaniljev sladoled, proizveden iz plastičnih odpadkov