روشی جدید برای تبدیل زباله های پلاستیکی به سوخت مایع

دانشمندان برای تبدیل زباله های پلاستیکی به سوخت مایع راهکار جدیدی یافتند. روش جدید بر مبنای تجزیه پلی‌اتیلن عمل کرده و در مقایسه با روش‌های قبلی با بهره‌گیری از انرژی کمتر، محصول نهایی با کیفیت‌تری تولید می‌کند. سالیانه حدود ۱۰۰ میلیون تن پلی‌اتیلن در جهان تولید می‌شود. پلی‌اتیلن، ماده‌ای پلاستیکی است که در سراسر جهان برای تولید فیلم‌های پلاستیکی، بسته‌بندی مواد غذایی، بطری‌های آب و کیسه‌های خرید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دانشمندان معتقدند تلنبار کردن زباله‌ها در محل‌های دفن زباله و یا ریختن آن‌ها در اقیانوس‌ها که نهایتا به جزایری غول‌پیکر از زباله تبدیل می‌شوند، راه حل مناسبی برای از بین بردن آن‌ها نیست. متاسفانه این تصور نادرست مشکلات بسیاری برای کره خاکی دربرداشته است تا جایی که محققان بر این باورند که تا سال ۲۰۵۰ تعداد اشیای پلاستیکی در اقیانوس‌ها بیش از تعداد ماهی‌ها خواهد بود. فیونا مک‌دونالد طی گزارشی اظهار داشت، در اوایل سال جاری، ۹۵ درصد از مواد پلاستیکی بعد از یک بار استفاده به دور انداخته شد و در حال حاضر، در هر دقیقه، ۸ میلیون تن پلاستیک و یا یک کامیون پر از زباله به اقیانوس‌ها سرازیر می‌شود.

اگر هیچ اقدامی صورت نگیرد تا سال ۲۰۳۰ این آمار به دو کامیون در دقیقه و تا سال ۲۰۵۰ به چهار کامیون در دقیقه خواهد رسید. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۵ در اقیانوس‌ها به ازای هر ۳ تن ماهی، یک تن پلاستیک وجود داشته باشد و تا سال ۲۰۲۵ میزان پلاستیک‌های شناور در اقیانوس از ماهی‌های آن بیشتر شود.

با توجه به وخامت اوضاع راهکار چیست؟

پاسخ بسیار ساده است. ما باید زباله‌های پلاستیکی را به کالای مورد نیاز مردم تبدیل کنیم. با توجه به اینکه پلی‌اتیلن از کربن و هیدروژن ساخته شده است، تولید سوخت مایع هیدروکربنی انتخاب مناسبی به نظر می‌رسد. آنچه رویای دستیابی به پلاستیک قابل بازیافت را برای محققان دشوار ساخته، ماهیت ساختاری پلاستیک است. زیرا اگرچه پلی‌اتیلن، از سوخت مایع تشکیل شده، اما به دلیل دارا بودن ساختار محکم پلاستیکی، تبدیل آن به اجزای اولیه تشکیل دهنده چالشی عظیم برای دانشمندان خواهد بود.

گوان ژیبین، یک شیمیدان پلیمر مصنوعی در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین در گفت‌و‌گو با لس آنجلس تایمز گفت: رهاسازی پلاستیک در اقیانوس یا دفن آن در زمین، موجب می‌شود این ماده به دلیل پیوندهای فوق‌العاده پایدار تک اتمی، هزاران سال به طور دست‌نخورده در طبیعت باقی بماند. با گرم کردن پلی‌اتیلن پیوندهای اتمی آن نهایتا تجزیه خواهند شد، اما نه به آسانی. اگر پلی‌اتیلن را تا دمای۴۰۰ درجه سانتیگراد گرما دهیم، پیوندهای اتمی آن فروریخته و مخلوطی درهم از گاز، نفت، موم و زغال‌هایی به وجود می‌آید که به خودی خود فایده‌ای ندارند. گوان به همراه تعدادی از محققان موسسه شیمی آلی شانگهای در راستای یافتن روشی موثر برای بازیافت پلاستیک آزمایشاتی را انجام داده و نهایتا نتایج موفقیت آمیزی به دست آوردند.

روش جدید از کاتالیزگر‌های شیمیایی مورد استفاده در تولید پلیمرها، برای تجزیه آن‌ها استفاده می‌کند. اولین کاتالیزور موجب جدا شدن اتم هیدروژن از اتم های کربن می‌شود، اتم های کربن بعد از جدایی دوباره با یکدیگر پیوندهای دوگانه جدیدی تشکیل می‌دهند که تجزیه آن‌ها به مداخله کاتالیزگر دیگری نیاز دارد. در این مرحله اتم‌های جدا شده هیدروژن به واکنش بازمی‌گردند و این روند چندین بار تکرار می‌شود.

تیم تحقیق بعد از طی این مراحل و انجام تغییرات، تجزیه، اضافه، کاهش و چینش دوباره اتم‌ها نهایتا توانست ساختار پلی‌اتیلن را به یک سوخت دیزلی یا مایع تغییر دهد. از آنجایی که این واکنش در دمای ۱۷۵ درجه سانتیگراد انجام می‌شود (روش‌های قبلی در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شدند)، مصرف انرژی کاهش می‌یابد، اما انجام این روش به دلیل عملکرد کند و سرعت پایین واکنش شیمیایی، به زمان بیشتری (حدود ۴ روز) نیاز دارد، ضمن آنکه کاتالیزگرهای مورد استفاده در آن بسیار گران‌قیمت هستند و بعد از تجزیه هزاران زنجیره پلیمری، از هم فرو می‌پاشند، در حالی‌که این آمار برای کاتالیزگرهای معمولی چندین میلیون زنجیره است. بهبود کارایی و عملکرد این روش به آزمایشات و تحقیقات بیشتری نیاز دارد.

چهارشنبه 02 اسفند 1396 , 00:28:28
لطفاً منتظر بمانید...