Ľudstvo dlhé roky hľadá spôsoby, ako premeniť odpadové materiály na niečo hodnotné. Snaha o vytvorenie takzvanej obehovej ekonomiky, kde sa odpad nestáva záťažou, ale surovinou, sa v posledných rokoch dostáva do popredia nielen vo vedeckých laboratóriách, ale aj v priemysle. Každý nový objav, ktorý posúva tento cieľ bližšie k realite, preto priťahuje oprávnenú pozornosť.

Prelomové riešenie na recykláciu odpadov

Vedci z Univerzity v Cambridge prišli s riešením, ktoré spája dva na prvý pohľad nesúvisiace problémy: hromadenie plastového odpadu a nakladanie s kyselinou z vyradených autobatérií.

Vyvinuli solárny reaktor, ktorý využíva práve tieto zdanlivo bezcenné odpadové materiály na výrobu čistého vodíkového paliva a ďalších cenných chemikálií. Výsledky výskumu boli zverejnené v odbornom časopise Joule.

Svetová produkcia plastov každoročne presahuje 400 miliónov ton, pričom len asi 18 % z tohto množstva skutočne skončí v recyklácii. Zvyšok sa spaľuje, ukladá na skládky alebo znečisťuje prírodné ekosystémy.

Autobatérie zase obsahujú 20 až 40 % kyseliny, ktorá sa po vytiahnutí olova zvyčajne neutralizuje a vyhadzuje bez ďalšieho využitia. Práve tieto dva typy odpadu využívajú vedci v rámci recyklačného procesu.

Kľúčom k celému riešeniu je špeciálne vyvinutý fotokatalyzátor, ktorý zvláda prácu v silne zásaditom prostredí bez toho, aby sa rozložil. Tento objav bol do istej miery náhodný: tím doteraz predpokladal, že kyselina by akýkoľvek katalyzátor jednoducho zničila.

Ukázalo sa však, že ich nový materiál to vydrží, čo im otvorilo úplne nové možnosti. „Predtým sme si mysleli, že kyselina je v týchto systémoch úplne nepoužiteľná, pretože by jednoducho rozpustila všetko. Náš katalyzátor to ale zvládol, a zrazu sa pred nami otvoril celkom nový svet chemických reakcií,” vysvetlil vedúci výskumu profesor Erwin Reisner z Katedry chémie Yusuf Hamied na Cambridgeskej univerzite.

Beverly Low - University of Cambridge / Gemini Upscale

Samotný proces funguje tak, že plastový odpad sa najskôr zmieša s kyselinou z batérií, ktorá rozloží dlhé polymérové reťazce na jednoduchšie chemické zlúčeniny, napríklad etylénglykol.

Keď je táto zmes vystavená slnečnému žiareniu, fotokatalyzátor spúšťa reakciu, pri ktorej vzniká vodík a kyselina octová, čo je bežná priemyselná chemikália. Celý proces poháňa výlučne energia slnka, bez potreby ďalšieho externého zdroja elektriny.

Praktické testy ukázali, že reaktor dokáže fungovať viac ako 260 hodín bez poklesu výkonu a dosahuje vysoké výťažky vodíka. Dôležité je aj to, že metóda funguje s rôznymi typmi plastov vrátane tých, ktoré bežná recyklácia nedokáže spracovať, ako je nylón alebo polyuretán. To je výrazný posun oproti doterajším technológiám, ktoré sa väčšinou obmedzovali len na recykláciu PET plastov.

Takmer bez nákladov

Ekonomická stránka tiež vyzerá sľubne. Keďže kyselinu z batérií nie je potrebné vyrábať ani kupovať a dá sa opakovane používať, náklady na výrobu vodíka by mohli byť výrazne nižšie v porovnaní s inými metódami fotoreformovania.

Doktorandka Kay Kwarteng, hlavná autorka štúdie, to zhrnula výstižne: kyselina z batérií je nevyužitý zdroj, a ak ju možno pred neutralizáciou znovu použiť na rozklad plastov, ide o výhru pre všetkých.

Vedci zároveň zdôrazňujú, že ich riešenie nie je náhradou za klasickú recykláciu, ale jej doplnkom. Zameriava sa predovšetkým na znečistené alebo zmiešané plasty, pre ktoré v súčasnosti neexistuje efektívna recyklačná cesta. Tím teraz pracuje na komercializácii technológie s podporou inovačnej platformy Cambridge Enterprise a viacerých britských výskumných fondov.

Ak sa podarí prekonať zostávajúce technické výzvy spojené s odolnosťou reaktorov v korozívnom prostredí, tento objav by mohol zásadne zmeniť to, ako sa pozeráme na odpad z domácností aj z priemyslu.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia