دانشمندان چینی با ابداع روشی نوین و کمهزینه، موفق به تبدیل پسماندهای پلاستیکی مقاوم به سوخت جت با بازدهی بالا شدهاند. این فناوری با استفاده از کاتالیزور مبتنی بر کبالت و نیکل، پلاستیکها را به مولکولهای سوخت هواپیما تبدیل کرده و پتانسیل کاهش چشمگیر انتشار گازهای گلخانهای را دارد.
به گزارش مگزین و به نقل از خبر آنلاین، تلاشهای جهانی برای یافتن راهکارهایی جهت تبدیل پسماندهای پلاستیکی به سوختهای کاربردی، با دستاورد جدید دانشمندان چینی وارد مرحله تازهای شده است. پژوهشگران با بهرهگیری از روشی نوین و مقرونبهصرفه، توانستهاند پلاستیکهای بسیار مقاوم را با بازدهی و دقتی بالا به سوخت جت تبدیل کنند.
چالش پلاستیکهای تجزیهناپذیر و شباهت مولکولی
تولید سالانه پلاستیک در جهان از مرز ۴۶۰ میلیون تن گذشته است و خانواده پلیالفینها، که در تولید کیسههای خرید و بطریهای شوینده کاربرد دارند، بخش قابل توجهی از این زبالههای تجزیهناپذیر را تشکیل میدهند. پلاستیکها و سوختهای فسیلی از نظر ساختار شیمیایی پایه شباهت زیادی دارند؛ هر دو از زنجیرههای بلند مولکولی کربن و هیدروژن (پلیمرها) ساخته شدهاند. فرآیند تبدیل پلاستیک به سوخت، نوعی مهندسی معکوس شیمیایی است که در آن با استفاده از حرارت و کاتالیزورها، این زنجیرههای بلند به مولکولهای کوتاهتر سوخت شکسته میشوند.
سوخت جت عمدتاً از هیدروکربنهای ۸ تا ۱۶ اتم کربنی (آلکانها) تشکیل شده است. تلاشهای پیشین برای تبدیل پلاستیک به سوخت مایع با چالشهایی روبرو بود؛ زیرا پیوندهای انتهایی زنجیره مولکولی زودتر شکسته شده و به جای سوخت مایع، عمدتاً گاز متان تولید میشد.
راهکار کاتالیزوری جدید
پژوهشگران دانشگاه فودان با همکاری مؤسسه تحقیقات پیشرفته شانگهای، با طراحی کاتالیزوری اختصاصی متشکل از دو عنصر کبالت و نیکل، بر این مشکل غلبه کردند. در این ترکیب جدید، کبالت حالت الکترونیکی داخلی نیکل را تنظیم کرده و این تغییر ساختاری به کاتالیزور امکان میدهد تا هیدروژن را با کارایی بالا فعال کرده و پیوندهای کربنی میانی پلاستیک را به صورت انتخابی بشکند. این فرآیند، زنجیرههای مولکولی را به ابعاد هیدروکربنهای متوسط تبدیل کرده و از تجزیه بیشازحد آنها و تولید گاز جلوگیری میکند.
نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که این واکنش تحت شرایط ملایم به بازدهی مایع تا ۸۲.۳ درصد دست یافته و گزینشپذیری آن برای تولید آلکانهای استاندارد هوانوردی حدود ۷۹ درصد بوده است. استفاده از کبالت و نیکل به دلیل فراوانی و قیمت پایین، مزیت صنعتی بزرگی محسوب میشود، در حالی که روشهای قبلی عمدتاً بر فلزات گرانبهایی مانند پلاتین یا روتنیوم تکیه داشتند.
ارزیابی چرخه زیستی این فرآیند نشان میدهد که در صورت تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر، این روش میتواند انتشار گازهای گلخانهای را تا ۸۰ درصد نسبت به روشهای قدیمی تولید سوختهای فسیلی کاهش دهد. این امر ارزش افزوده قابل توجهی برای بازیافت پسماندهای پلیمری ایجاد میکند.
با وجود موفقیتهای چشمگیر آزمایشگاهی، این فناوری هنوز برای تجاریسازی کامل در مقیاس صنعتی آماده نیست. انتقال فرآیند از آزمایشگاه به رآکتورهای صنعتی با چالشهای مهندسی پیشبینینشدهای همراه است. همچنین، پسماندهای پلاستیکی در دنیای واقعی اغلب ناخالص هستند.
منبع: khabaronline.ir – کد خبر: 2249214
