به گزارش ایسنا، سالانه بیش از 460 میلیون تن پلاستیک در سراسر جهان تولید می شود و مقاومت این ماده در برابر تجزیه نگرانی های فزاینده ای را در مورد اثرات زیست محیطی آن ایجاد کرده است.
به گزارش ساوت چاینا مورنینگ پست، روش های سنتی دفع پلاستیک، یعنی سوزاندن و دفن در محل های دفن زباله، نه تنها باعث هدر رفتن منابع می شود، بلکه باعث آلودگی زیادی نیز می شود. با این حال، یک روش شیمیایی جدید که پلاستیک های دور ریخته شده را به سوخت هواپیما تبدیل می کند، اکنون به عنوان یک راه حل امیدوارکننده و بالقوه کم هزینه در حال ظهور است.
محققان چینی فناوری ارائه کرده اند که می تواند زباله های پلاستیکی را با هزینه کم به سوخت هواپیما تبدیل کند.
این تحقیق که توسط گروه مشترکی از موسسه تحقیقات پیشرفته شانگهای وابسته به آکادمی علوم چین و دانشگاه فودان انجام شده است، بر اساس فرآیند “هیدروژنولیز پلی الفین ها” است. این واکنش در شرایط نسبتاً ملایم انجام می شود و توانایی تنظیم گزینش پذیری محصولات را فراهم می کند. به طوری که محققان می توانند فرآیند تبدیل را به سمت تولید محدوده های هیدروکربنی مورد نظر هدایت کنند.
پلی الفین ها که عمدتاً شامل پلی اتیلن و پلی پروپیلن هستند، بیش از 60 درصد زباله های پلاستیکی را تشکیل می دهند و دارای زنجیره های هیدروکربنی طولانی هستند که در صورت شکسته شدن می توانند به هیدروکربن های C8 تا C16 تبدیل شوند. هیدروکربن هایی که ستون فقرات سوخت هواپیما را تشکیل می دهند.
با این حال، پلی اولفین ها بسیار پایدار هستند. به این معنا که به راحتی وارد واکنش های شیمیایی نمی شوند.
در قلب این فرآیند شیمیایی، کاتالیزورهای فلزی قرار دارند که مکانهای فعال لازم را برای شکستن انتخابی و تنظیم مجدد پیوندهای کربن-کربن فراهم میکنند. با این حال، یک چالش اساسی مدت هاست که این مسیر را درگیر کرده است.
در فرآیند هیدروژنولیز پلی الفین ها، پیوندهای انتهایی کربن-کربن واقع در هر دو انتهای زنجیره های مولکولی بسیار راحت تر از پیوندهای داخلی شکسته می شوند و این عمدتا منجر به تولید محصولات فرعی گازی مانند متان به جای سوخت مایع مورد نظر می شود.
بر اساس مطالعاتی که در سال 2023 آغاز شد، این گروه تحقیقاتی یک مسیر واکنش مناسب برای تجزیه هدفمند پلی الفین ها به اجزای سوخت جت C8 تا C16 ایجاد کردند. آنها یک گام فراتر رفتند و یک کاتالیزور جدید حاوی کبالت و نیکل ساختند.
افزودن کبالت به طور دقیق حالت الکترونیکی داخلی نیکل را تنظیم می کند و کارایی کاتالیزوری آن را در فعال سازی هیدروژن و شکستن زنجیره های کربنی طولانی افزایش می دهد. در عین حال از شکستن بیش از حد زنجیره که می تواند ترکیب محصولات را نامطلوب کند، جلوگیری می کند.
در نتیجه با توجه به نتایج مطالعه، این کاتالیزور عملکرد بسیار خوبی در جهت دهی واکنش به سمت تولید هیدروکربن های با اندازه متوسط از C8 تا C16 از خود نشان داد.
این فرآیند در شرایط ملایم به بازده مایع چشمگیر 82.3 درصد و گزینش پذیری بالای 79 درصد دست یافت.
نکته مهم این است که برخلاف روشهای قبلی که متکی بر فلزات گرانقیمت بود و صنعتیسازی آنها دشوار بود، عناصر نیکل و کبالت هر دو فراوان و مقرون به صرفه هستند. مزیتی که برای استفاده گسترده در آینده در مقیاس صنعتی حیاتی است.
با این حال، چالش های عملی همچنان باقی است. داده های عملکرد این فناوری هنوز در مقیاس آزمایشگاهی است و برای توسعه این فرآیند در راکتورهای صنعتی کار بسیار بیشتری مورد نیاز است. همچنین، پیش تصفیه مناسب مواد خام از زباله های پلاستیکی ضروری خواهد بود، زیرا ناخالصی ها به راحتی می توانند کاتالیزور را مسموم کرده و باعث غیرفعال شدن سریع آن شوند.
علاوه بر این، ارزیابی چرخه حیات نشان میدهد که اگر این فرآیند با انرژی تجدیدپذیر تأمین شود، میتواند انتشار گازهای گلخانهای را تا ۸۰ درصد در مقایسه با روشهای تولید مرسوم کاهش دهد. این نشان دهنده ظرفیت بالای این فناوری هم برای افزایش ارزش زباله های پلاستیکی و هم برای پیشرفت فناوری هایی است که از انرژی سبز استفاده می کنند.
