Prosessin hyötysuhde on yli 95 % ja se tapahtuu huoneenlämmössä, mikä tekee siitä perinteisiä menetelmiä edullisemman ja laajennettavamman.
Sisällysluettelo
- Vaikeasti hajoavat muovit muuntuvat polttoaineeksi.
- Yksivaiheinen prosessi, alhainen lämpötila.
- Jopa 99 %:n hyötysuhde.
- PVC käsitellään ilman myrkkyjen vapautumista.
- Tuloksena saadaan bensiiniä ja uudelleenkäytettävää suolahappoa.
- Edistää kiertotaloutta.
Ratkaiseva edistysaskel: muovijätteen muuntaminen polttoaineeksi suoraan ja puhtaasti
Kansainvälinen tutkijaryhmä on kehittänyt vallankumouksellisen yksivaiheisen menetelmän muovijätteen, mukaan lukien ongelmallisen PVC:n, muuntamiseksi bensiinityyppiseksi polttoaineeksi ja uudelleenkäytettäväksi suolahapoksi.
Yllättävintä on, että kaikki tapahtuu huoneenlämpötilassa tai hieman korkeammassa lämpötilassa ja ilmakehän paineessa, mikä vähentää energiantarvetta huomattavasti ja yksinkertaistaa prosessia.
Yli 95 prosentin muuntotehokkuudella tämä innovaatio voi merkitä käännekohtaa taistelussa yhtä aikamme suurimmista ympäristöhaasteista vastaan: 10 miljardia tonnia muovia, jonka maailma on tuottanut tähän mennessä ja josta vain murto-osa kierrätetään tehokkaasti.
Ongelman tausta
- PVC ja polyolefiinit ovat laajalti käytettyjä muoveja, jotka tuottavat suuria määriä jätettä.
- Niiden kemiallinen kierrätys on monimutkaista, erityisesti PVC:n, koska sen hajoamisen aikana vapautuu myrkyllisiä yhdisteitä.
Innovatiivinen ehdotus
- Tutkimuksessa esitetään strategia PVC:n ja polyolefiinien kemialliselle kierrätykselle alhaisessa lämpötilassa.
- Siinä käytetään ionisia kloorialuminaattinesteitä katalyytteinä näiden jätteiden muuntamiseksi:
- Nestemäisiksi hiilivedyiksi (polttoainetyyppisiksi).
- HCl:ksi (kloorivetyhapoksi), joka voidaan ottaa talteen ja käyttää uudelleen.
Laboratorion ulkopuolella: skaalautuva ja realistinen menetelmä
Pacific Northwest National Laboratoryn, Columbian yliopiston, Münchenin teknillisen yliopiston ja East China Normal Universityn tutkijoiden kehittämä prosessi on suunnattu suoraan teolliseen käyttöön.
Kyseessä ei ole teoreettinen tai liian kallis ratkaisu, vaan teknisesti toteuttamiskelpoinen vaihtoehto, joka voitaisiin integroida olemassa olevaan infrastruktuuriin, kuten jalostamoihin tai jätteenkäsittelylaitoksiin.
Toisin kuin muut kemiallisen upcyclingin menetelmät, jotka vaativat useita vaiheita ja korkeita lämpötiloja, tämä tekniikka yhdistää muovin hajottamisen ja jalostamisen yhdeksi kemialliseksi reaktioksi.
Kevyitä isoalkaaneja, jalostamoiden yleisiä sivutuotteita, käytetään liuottimina, jotka helpottavat sekoitettujen ja saastuneiden muovien muuntamista, mikä on tavallista todellisissa jätteissä.
Prosessin mekanismi
- Kyseessä on yksivaiheinen prosessi, jossa yhdistyvät:
- Kloorin poisto (kloorin poistaminen)
- C-C-sidosten katkaiseminen
- Alkylointi ja vedyn vaihto isobutaanilla tai isopentaanilla
- Tämä lähestymistapa kompensoi endotermiset reaktiot eksotermisillä reaktioilla, mikä mahdollistaa toiminnan alhaisemmissa lämpötiloissa.
Klooriongelman ratkaiseminen: PVC:n tapaus
Polyvinyylikloridi (PVC) edustaa noin 10 % maailman muoveista, mutta sen läsnäolo vaikeuttaa kaikkia lämpö- tai kemiallisia kierrätysyrityksiä. Sen klooripitoisuus tuottaa myrkyllisiä yhdisteitä, jos se poltetaan tai käsitellään ilman esikäsittelyä.
Tämä uusi lähestymistapa onnistuu poistamaan kloorin PVC:stä samassa prosessissa, jossa polttoaine syntyy, välttäen vaarallisia päästöjä ja muuttaen jäännös kloorin suolahdoksi (HCl).
Tämä sivutuote ei ole vain helposti neutraloitavissa, vaan se voidaan myös käyttää uudelleen esimerkiksi vedenkäsittelyssä, metallurgiassa, elintarviketeollisuudessa tai lääketeollisuudessa.
Korkea tehokkuus todellisilla muoveilla
Yksi tutkimuksen lupaavimmista näkökohdista on, että tekniikka ei ole riippuvainen puhtaista tai puhtaista muoveista. Kokeissa, joissa käytettiin PVC:n ja polyolefiinien sekoitettuja jätteitä, kuten niitä, joita tavallisesti löytyy kaatopaikoilta tai kierrätyslaitoksista, saavutettiin 96 %:n muuntokertoimet vain 80 °C:n lämpötilassa.
Tämä avaa oven suoraan soveltamiseen saastuneisiin virtoihin ilman tarvetta lajitella niitä etukäteen, mikä on nykyisten kierrätysjärjestelmien keskeinen este.
Esimerkiksi pehmeät PVC-putket, kaapelien eristeet ja jäykät pakkaukset muutettiin onnistuneesti nestemäisiksi hiilivedyiksi, joissa on 6–12 hiiliatomia, mikä on kaupallisen bensiinin perusta.
Lisäksi äärimmäisten lämpötilojen välttämisellä vähennetään sekä energiakustannuksia että niihin liittyviä päästöjä, mikä vahvistaa sen houkuttelevuutta sekä ympäristön että talouden kannalta.
Lähetyssaarnaaja, joka on onnistunut muuttamaan muovin polttoaineeksi.
Potentiaali
Tämän tyyppiset teknologiat eivät vain ratkaise jäteongelmaa, vaan muuttavat uhan resurssiksi. Joitakin konkreettisia tapoja, joilla se voi edistää kestävämpää tulevaisuutta:
- Kaatopaikkojen ja muovijätteen täyttämien alueiden ruuhkautumisen vähentäminen, sillä tällä hetkellä muovijätettä ei voida kierrättää.
- Jätteen polttamisen ja siten dioksiinien ja muiden perinteisen polttamisen aiheuttamien epäpuhtauksien päästöjen vähentäminen.
- Hyödyntää olemassa olevia teollisuusverkostoja, kuten jalostamoita ja kemiantehtaita, prosessin laajentamiseksi ilman uutta infrastruktuuria.
- Tuottaa polttoainetta paikallisesti jätteestä, mikä vähentää riippuvuutta neitseellisestä öljystä ja parantaa energiaturvallisuutta.
- Edistää todellista kiertotaloutta, jossa jopa monimutkaisimmilla muoveilla on toinen käyttöikä teollisena raaka-aineena.
Soveltuvuus
- Toimii todellisilla muovijäteyhdisteillä, vaikka ne olisivatkin saastuneita.
- Käytetyt reagenssit (kuten isoalkaanit) voidaan hankkia jalostamoista tai kierrättää itse prosessista.
Vastaavia pilottihankkeita on jo käynnistetty Euroopassa ja Aasiassa, erityisesti alueilla, joilla jätteiden lajittelu ei vielä onnistu tehokkaasti. Yhdistettynä politiikkaan, joka kannustaa sekajätteen hyödyntämiseen – kuten EU:n äskettäinen panostus kemialliseen kierrätykseen – tämä teknologia voisi olla keskeinen osa kokonaisvaltaista strategiaa muovin kierron sulkemiseksi.
Nyt on tärkeää siirtyä laboratoriosta kentälle. Tällaisilla ratkaisuilla ei ole enää mitään syytä jatkaa sellaisen materiaalin hautaamista tai polttamista, josta voisi saada hyödyllistä energiaa nykyhetkelle ja tulevaisuudelle.
