Jednorazové plasty patria medzi najväčšie výzvy moderného sveta. Tvoria väčšinu odpadu v oceánoch aj na skládkach, no napriek masívnemu využívaniu je ich recyklácia žalostne nízka. Celosvetovo sa darí spracovať menej než 10 % tejto umelej zloby. Dôvodom je náročné triedenie a extrémne energeticky nákladné procesy, ktoré často produkujú iba nekvalitné materiály.

Chemici z Northwestern University však predstavili prelomové riešenie, ktoré môže celý problém obrátiť naruby. Vytvorili katalyzátor na báze niklu, ktorý dokáže priamo premieňať polyolefíny – plasty predstavujúce takmer dve tretiny celkovej spotreby – na oleje, vosky či dokonca mazivá. To všetko bez triedenia a pri podstatne nižšej teplote aj tlaku.

Nová metóda

Polyolefíny nájdeme v bežných výrobkoch ako sú fľaše na mlieko, obaly na omáčky, fólie, vrecia na odpadky či jednorazové príbory. Sú odolné a praktické, no po vyhodení sa stávajú nočnou morou keďže odolávajú rozkladu celé desaťročia. Doterajšie recyklačné techniky ich museli zohrievať na veľmi vysoké teploty alebo starostlivo triediť podľa druhu, čo bolo drahé a neefektívne.

Nový prístup sa spolieha na proces známy ako hydrogenolýza. Využíva vodík a katalyzátor na rozbitie silných uhlíkových väzieb. Namiesto drahých kovov, akými sú platina či paládium, vedci navrhli jedinečný jednoaktívny katalyzátor z niklu. Ten podľa nich dosahuje pozoruhodné výsledky.

„V porovnaní s inými niklovými katalyzátormi náš proces využíva jednoaktívny katalyzátor, ktorý pracuje pri teplote o 100 stupňov nižšej a pri polovičnom tlaku vodíkového plynu. Používame tiež desaťkrát menšie množstvo katalyzátora a jeho účinnosť je desaťnásobne vyššia. Takže vyhrávame vo všetkých kategóriách,“ vysvetlil spoluautor štúdie Yosi Kratish.

Freepik

Prekvapilo ich správanie PVC

Katalyzátor funguje ako molekulárny skalpel. Presne cieli väzby v rozvetvených polyolefínoch, zatiaľ čo iné zostávajú neporušené. Výsledkom je čistejší a efektívnejší chemický rozklad zmiešaných plastov, ktorý produkuje hodnotné oleje a vosky vhodné na ďalšie využitie.

Prekvapivé bolo aj správanie pri polyvinylchloride (PVC), plaste notoricky známom tým, že komplikuje alebo úplne znemožňuje recykláciu. V tomto prípade však jeho prítomnosť proces nezastavila, ale naopak, zlepšila výsledky. „Pridávať PVC do recyklačnej zmesi bolo vždy zakázané. Ale očividne náš proces robí ešte lepším. To je šialené. Určite to nikto nečakal,“ priznal Kratish.

Aj keď PVC tvorilo až štvrtinu testovaného odpadu, katalyzátor pracoval ďalej a dokonca efektívnejšie. Táto odolnosť by mohla umožniť recyklovať aj prúdy plastov, ktoré boli donedávna považované za nerecyklovateľné.

Hlavný autor štúdie Tobin Marks je presvedčený, že technológia môže zásadne zmeniť ekonomiku recyklácie. „Náš nový katalyzátor by mohol obísť nákladné a pracné triedenie bežných polyolefínových plastov a urobiť recykláciu efektívnejšou, praktickejšou a ekonomicky životaschopnejšou než súčasné stratégie,“ uviedol Marks.

Ak sa proces podarí nasadiť vo veľkom, niklový katalyzátor by mohol výrazne prispieť k riešeniu globálnej krízy plastového odpadu a premeniť environmentálnu záťaž na cenný zdroj surovín.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia