Plastový odpad patrí medzi najväčšie environmentálne problémy súčasnosti. Každý rok sa vo svete vyrobí viac ako 460 miliónov ton plastov a veľká časť z nich končí na skládkach alebo v prírode. Recyklácia navyše naráža na technické aj ekonomické limity, preto vedci dlhodobo hľadajú spôsoby, ako z plastov získať hodnotné suroviny.

Výskumníci z čínskej Univerzity Fudan a Šanghajského inštitútu pre pokročilý výskum teraz predstavili chemický proces, ktorý dokáže premeniť najrozšírenejšie druhy plastov na letecké palivo, informuje portál SCMP. Laboratórne testy ukázali, že nový postup dosiahol výťažnosť kvapalných produktov 82,3 %, pričom takmer štyri pätiny výsledného produktu tvorili uhľovodíky vhodné na výrobu leteckého paliva.

Technológia sa zatiaľ nachádza vo fáze laboratórneho výskumu, no podľa autorov predstavuje významný krok smerom k efektívnejšej chemickej recyklácii plastov.

Najväčší problém predstavujú polyolefíny

Výskumníci sa zamerali na polyolefíny, ktoré tvoria väčšinu plastového odpadu na svete. Patria sem napríklad plastové tašky, obaly, fľaše na kozmetiku či rôzne obalové fólie.

Tieto materiály vznikajú z ropy a pozostávajú z dlhých reťazcov atómov uhlíka a vodíka. Práve ich mimoriadne stabilná chemická štruktúra spôsobuje, že sa v prírode rozkladajú veľmi pomaly.

Z chemického hľadiska však plasty obsahujú rovnaké základné prvky ako fosílne palivá. Ak sa podarí tieto dlhé molekulové reťazce rozštiepiť správnym spôsobom, môžu vzniknúť kratšie molekuly vhodné na výrobu palív.

Nový katalyzátor vyriešil dlhoročný problém

Doterajšie pokusy často narážali na zásadný problém. Chemické reakcie rozkladali molekuly plastov príliš agresívne, čo viedlo najmä k vzniku plynov, napríklad metánu. Kvapalných uhľovodíkov vhodných pre letecký priemysel vznikalo len malé množstvo.

Čínski vedci preto navrhli nový katalyzátor založený na kombinácii niklu a kobaltu. Kobalt upravuje elektronické vlastnosti niklu, vďaka čomu dokáže katalyzátor presnejšie rozbíjať chemické väzby vo vnútri polymérov namiesto ich koncov.

Výsledkom je kontrolované štiepenie plastových reťazcov na molekuly s dĺžkou ôsmich až šestnástich atómov uhlíka. Práve tento rozsah predstavuje základ moderného leteckého paliva.

ChatGPT

Laboratórne experimenty ukázali, že technológia dosiahla výťažnosť kvapalných produktov 82,3 % a selektivitu 79 % pre alkány skupiny C8 až C16.

Lacnejšia alternatíva k drahým kovom

Významnou výhodou nového riešenia je aj použitý katalyzátor.

Predchádzajúce technológie často využívali drahé kovy ako platina alebo ruténium, ktoré výrazne zvyšovali výrobné náklady. Nový postup využíva nikel a kobalt, ktoré patria medzi podstatne dostupnejšie a lacnejšie prvky.

To by mohlo zlepšiť ekonomiku celého procesu a zvýšiť jeho šance na priemyselné využitie.

Pomôcť môže aj pri znižovaní emisií

Výskumníci analyzovali aj environmentálny prínos technológie. Podľa ich výpočtov by pri využití elektriny z obnoviteľných zdrojov mohla výroba paliva z plastového odpadu znížiť emisie skleníkových plynov približne o 80 percent v porovnaní s výrobou klasických fosílnych palív.

Unsplash

Takéto riešenie by zároveň pomohlo spracovať časť plastového odpadu, ktorý sa dnes recykluje len veľmi obmedzene alebo končí na skládkach.

Cesta do priemyslu bude ešte dlhá

Napriek sľubným výsledkom vedci upozorňujú, že technológia zatiaľ nie je pripravená na komerčné využitie.

Laboratórne podmienky sa výrazne líšia od priemyselnej výroby. Veľkou výzvou bude najmä spracovanie reálneho plastového odpadu, ktorý obsahuje farbivá, prísady, zvyšky potravín či ďalšie nečistoty. Tie môžu katalyzátor poškodiť alebo výrazne znížiť jeho účinnosť.

V súčasnosti existuje len niekoľko pilotných projektov, ktoré skúmajú výrobu udržateľného leteckého paliva z plastového odpadu. Nová čínska technológia však naznačuje, že chemická recyklácia by sa v budúcnosti mohla stať jedným z riešení dvojitého problému. Pomohla by znižovať množstvo plastového odpadu a zároveň vyrábať palivo pre odvetvie, ktoré patrí medzi najťažšie dekarbonizovateľné segmenty dopravy.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia