Ключевым преимуществом является возможность использования кислоты, полученной из отработанных автомобильных аккумуляторов.
Исследователи разработали реактор, работающий на солнечной энергии, который преобразует трудноперерабатываемые пластиковые отходы в экологически чистое водородное топливо и ценные промышленные химикаты.
Система, разработанная командой Кембриджского университета, использует кислоту, извлеченную из отработанных автомобильных аккумуляторов, предлагая новый способ одновременной переработки нескольких видов отходов.
Этот подход, полностью основанный на солнечной энергии, может стать более дешевой и экологичной альтернативой традиционным методам переработки отходов.
По словам исследователей, это открытие указывает на потенциальное решение проблемы замкнутого цикла, при котором один вид отходов помогает перерабатывать другой.
Инновации в области переработки солнечной энергии
Ежегодное мировое производство пластика превышает 400 миллионов тонн, однако перерабатывается лишь около 18 процентов, а большая часть сжигается, захоранивается на свалках или попадает в природные экосистемы.
Новый подход, известный как фотореформирование кислот с использованием солнечной энергии, предлагает потенциальный путь решения этой растущей экологической проблемы путем преобразования пластиковых отходов в полезные продукты.
В системе используется специально разработанный фотокатализатор, способный выдерживать воздействие высококоррозионных кислотных условий. Это позволяет использовать кислоту, извлеченную из отработанных автомобильных аккумуляторов, которая обычно нейтрализуется и утилизируется, превращая ее в ценный ресурс в процессе переработки.
В этом методе отходы пластмасс сначала обрабатываются регенерированной кислотой, которая расщепляет длинные полимерные цепи на более мелкие химические компоненты, такие как этиленгликоль. Под воздействием солнечного света фотокатализатор затем преобразует эти промежуточные продукты в водородное топливо и уксусную кислоту — широко используемое промышленное химическое вещество.
Сочетание солнечной энергии с материалами, полученными из отходов, обеспечивает двойную выгоду: сокращение загрязнения пластиком и повторное использование опасных отходов батарей. Такой подход подчеркивает потенциал интегрированных, замкнутых систем, в которых различные потоки отходов преобразуются в ценные продукты, предлагая более устойчивую альтернативу традиционным методам переработки.
Инновации в области экологически чистого топлива
Лабораторные испытания показывают, что реактор обеспечивает высокий выход водорода, производя при этом уксусную кислоту с высокой селективностью, и работает более 260 часов без потери производительности.
В компании утверждают, что этот процесс эффективен для различных типов пластика, включая трудноперерабатываемые материалы, такие как нейлон и полиуретан, что представляет собой значительный шаг вперед по сравнению с существующими методами вторичной переработки, которые в основном ограничены ПЭТ.
Ключевое преимущество заключается в возможности использования кислоты, извлеченной из отработанных автомобильных аккумуляторов, вместо использования вновь произведенных химических веществ. Эти аккумуляторы содержат значительные объемы кислоты, которая обычно нейтрализуется после извлечения свинца, образуя дополнительные отходы. Повторное использование этой кислоты превращает опасный побочный продукт в ценное сырье для переработки пластика.
Эта система также предлагает потенциал для значительного снижения затрат по сравнению с другими подходами к фотореформингу, поскольку повторно используемая кислота повышает скорость производства водорода. Хотя остаются инженерные проблемы, особенно в проектировании реакторов, способных выдерживать коррозионные условия, химический процесс является надежным. Этот подход позиционируется как дополнительное решение, предназначенное для переработки смешанных или загрязненных пластмасс, которые не могут быть эффективно переработаны традиционными методами.
«Мы не обещаем решить глобальную проблему пластика. Но это показывает, как отходы могут стать ресурсом. Тот факт, что мы можем создавать ценность из пластиковых отходов, используя солнечный свет и отработанную аккумуляторную кислоту, делает этот процесс действительно многообещающим», — заявил в своем заявлении Эрвин Рейснер из химического факультета имени Юсуфа Хамиеда Кембриджского университета, возглавлявший исследование.
Sourse: interestingengineering.com
