Maailmanlaajuisesti ensimmäinen: amerikkalaisten ja kiinalaisten tutkijoiden yhteinen ryhmä on kehittänyt ensimmäisen yksivaiheisen menetelmän sekalaisten muovijätteiden jalostamiseksi bensiiniksi.

Prosessi on 95 % tehokas ja se tapahtuu huoneenlämmössä, mikä tekee siitä taloudellisemman ja laajennettavamman kuin perinteiset menetelmät.

• Kestävä muovi muuttui polttoaineeksi.
• Yksivaiheinen prosessi, alhainen lämpötila.
• Tehokkuus jopa 99 %.
• Käsitelty PVC ilman myrkyllisten aineiden vapautumista.
• Tuloksena saadaan bensiiniä ja uudelleenkäytettävää suolahappoa.
• Edistää kiertotaloutta.

Ratkaiseva läpimurto: muovijätteen suora ja puhdas muuntaminen polttoaineeksi

Kansainvälinen tutkijaryhmä on kehittänyt vallankumouksellisen yksivaiheisen menetelmän muovijätteen, mukaan lukien ongelmallisen PVC:n, muuntamiseksi uudelleenkäytettäväksi bensiinin kaltaiseksi polttoaineeksi ja suolahapoksi .

Hämmästyttävintä on, että kaikki tapahtuu huoneenlämmössä tai hieman korkeammassa lämpötilassa ja ilmakehän paineessa, mikä vähentää energiakustannuksia huomattavasti ja yksinkertaistaa prosessia.

Yli 95 %:n muuntotehokkuuden ansiosta tämä innovaatio voi olla käännekohta taistelussa yhtä aikamme vakavimmista ympäristöongelmista vastaan: 10 miljardia tonnia muovia, jota on tähän mennessä tuotettu maailmassa ja josta vain pieni osa kierrätetään tehokkaasti.

Ongelman tausta

• PVC ja polyolefiinit ovat laajalti käytettyjä muoveja, jotka tuottavat suuria määriä jätettä.
• PVC:n kemiallinen kierrätys on monimutkaista, koska sen hajoamisessa syntyy myrkyllisiä yhdisteitä.

Innovatiivinen ehdotus

• Tutkimuksessa esitetään ​​strategia PVC:n ja polyolefiinien kemialliselle kierrätykselle alhaisessa lämpötilassa .
• Katalyytteinä käytetään kloraluuminaattionisia nesteitä, jotka muuttavat nämä jäännökset seuraaviksi:
  • Nestemäiset hiilivedyt (polttoaine).
  • HCl (suolahappo), joka voidaan palauttaa ja käyttää uudelleen.

Laboratorion ulkopuolella: skaalautuva ja realistinen menetelmä

Pacific Northwest National Laboratory:n, Columbian yliopiston, Münchenin teknillisen yliopiston ja Itä-Kiinan pedagogisen yliopiston tutkijoiden kehittämä prosessi on suunnattu suoraan todelliseen teolliseen käyttöön.

Kyseessä ei ole teoreettinen tai kallis ratkaisu, vaan teknisesti toteutettavissa oleva vaihtoehto, joka voidaan integroida olemassa oleviin infrastruktuureihin, kuten öljynjalostamoihin tai jätteenkäsittelykeskuksiin.

Toisin kuin muut kemiallisen käsittelyn menetelmät, jotka vaativat monivaiheista käsittelyä ja korkeita lämpötiloja, tämä menetelmä yhdistää muovin hajottamisen ja puhdistamisen yhteen kemialliseen reaktioon .

Kevyet isoalkanit, jotka ovat tavallisia öljynjalostuksen sivutuotteita, käytetään liuottimina helpottamaan sekoitettujen ja saastuneiden muovien käsittelyä, mikä on usein yleistä todellisissa jätteissä.

Prosessin mekanismi

• Kyseessä on yksivaiheinen prosessi, joka yhdistää:
  • Dechlorointi (kloorin poisto)
  • CC-sidoksen katkaisu
  • Alkylointi ja vedyn vaihto isobutaanilla tai isopentaanilla
• Tämä lähestymistapa kompensoi endotermiset reaktiot eksotermisillä, mikä mahdollistaa työskentelyn alhaisemmissa lämpötiloissa.

”Klooriongelman” ratkaisu: PVC:n tapaus

Polyvinyylikloridi (PVC) muodostaa noin 10 % maailman muovituotannosta, mutta sen läsnäolo vaikeuttaa kaikkia termisen tai kemiallisen käsittelyn yrityksiä. Siinä oleva kloori muodostaa myrkyllisiä yhdisteitä polton tai käsittelyn yhteydessä ilman esikäsittelyä.

Tämä uusi lähestymistapa poistaa kloorin PVC:stä samassa prosessissa, jossa polttoaine tuotetaan, välttäen vaarallisia päästöjä ja muuntamalla jäännös-kloorin suolahapoksi (HCl).

Tämä sivutuote on paitsi helppo neutraloida, myös kierrätettävissä esimerkiksi vedenpuhdistuksessa, metallurgiassa, elintarviketeollisuudessa tai lääketeollisuudessa.

Korkea tehokkuus käyttämällä aitoa muovia

Yksi tutkimuksen lupaavimmista näkökohdista on, että tekniikka ei vaadi puhtaiden muovien käyttöä. Kokeissa, joissa käytettiin sekoitettuja PVC- ja polyolefiinijätteitä, joita tavallisesti esiintyy kaatopaikoilla tai kierrätyslaitoksissa, muuntumisaste oli 96 % vain 80 °C:n lämpötilassa.

Tämä avaa mahdollisuuden suoraan käyttöön saastuneissa vesistöissä ilman esikäsittelyä, mikä on suurin este nykyisissä kierrätysjärjestelmissä.

Esimerkiksi pehmeät PVC-putket, kaapelisolaus ja jäykät säiliöt on onnistuneesti muunnettu nestemäisiksi hiilivedyiksi, joissa on 6–12 hiiliatomia – kaupallisen bensiinin perusaineeksi.

Lisäksi välttäen äärimmäisiä lämpötiloja, sekä sähkönkulutusta että siihen liittyviä päästöjä voidaan vähentää, mikä lisää niiden ekologista ja taloudellista houkuttelevuutta.

Potentiaali

Tällaiset teknologiat eivät vain ratkaise jäteongelmaa, ne muuttavat uhan resurssiksi . Tässä on muutamia konkreettisia tapoja, joilla ne voivat edistää kestävämpää tulevaisuutta:

• Keventää kaatopaikkoja ja muovijätteellä täyttyneitä alueita, joilla ei tällä hetkellä ole kierrätettävän jätteen vastaanottopisteitä.
• Vähentää jätteiden polttamista ja sen seurauksena dioksiinien ja muiden perinteisessä polttamisessa syntyvien epäpuhtauksien päästöjä.
• Käyttää olemassa olevia teollisuusverkostoja , kuten öljynjalostamoita ja kemiantehtaita, prosessin laajentamiseen ilman tarvetta luoda uutta infrastruktuuria.
• Valmistaa polttoainetta paikallisesti jätteestä, mikä vähentää riippuvuutta primaarisesta öljystä ja parantaa energiaturvallisuutta.
• Edistää aidosti kiertotalouden kehitystä, jossa jopa kaikkein monimutkaisimmilla muovityypeillä on toinen elämä teollisuuden raaka-aineena.

Soveltuvuus

• Toimii todellisilla muovijäteyhdisteillä, vaikka ne olisivatkin saastuneita.
• Käytetyt reagenssit (esim. isoalkanit) voidaan hankkia öljynjalostamoista tai kierrättää itse prosessista.

Vastaavia pilottihankkeita on jo käynnistetty Euroopassa ja Aasiassa, erityisesti alueilla, joilla erilliskeräys ei vielä mahdollista jätteiden tehokasta lajittelua. Yhdessä sekajätteen kierrätyksen kannustavien politiikkojen, kuten EU:n äskettäisen kemiallisen kierrätyksen aloitteen, kanssa tämä teknologia voi tulla keskeiseksi osaksi globaalia strategiaa muovin suljetun kierron saavuttamiseksi.

Nyt on tärkeää siirtyä laboratoriotutkimuksista käytännön sovelluksiin. Tällaisilla ratkaisuilla ei ole enää mitään perustetta jatkaa sellaisen materiaalin hautaamista tai polttamista, joka voitaisiin muuttaa hyödylliseksi energiaksi nykyhetkelle ja tulevaisuudelle.