Мировые Новости
Ученые научились превращать смешанные пластиковые отходы в чистый водород
Новый химический метод позволяет перерабатывать сразу несколько распространенных видов пластика без предварительной сортировки. В результате ученые получают водород высокой чистоты, а большая часть углерода остается связанной в твердых или жидких соединениях.
Группа ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Женского университета Ихва в Южной Корее разработала новый способ переработки пластиковых отходов в водородное топливо.
Как сообщает Phys.org, технология позволяет преобразовывать смесь трех наиболее распространенных видов пластика — полиэтилентерефталата, полиэтилена и полипропилена — непосредственно в водород высокой чистоты.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В основе метода лежит щелочная термическая обработка. В ходе этого процесса гидроксид натрия под воздействием тепла вступает в реакцию с органическим материалом и способствует выделению водорода.
Главное преимущество технологии заключается в том, что разные виды пластика можно перерабатывать вместе в одном реакторе, без предварительной сортировки. Чистота получаемого водорода превышает 90%.
«Мы одновременно решаем две острые глобальные проблемы. Пластиковые отходы накапливаются с угрожающей скоростью, а чистый водород необходим для декарбонизации энергетики», — отметила соавтор исследования А-Хён Парк, декан Инженерной школы имени Самуэли при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
Метод разработали на основе переработки биомассы
Технология была адаптирована из более раннего метода, созданного для углеродно-нейтрального производства водорода из биомассы, в том числе морских водорослей.
Его разработали Парк и профессор химической инженерии и материаловедения Женского университета Ихва Ву-Дже Ким.
В рамках нового исследования ученые модифицировали процесс для переработки пластика и проверили его эффективность на трех видах отходов.
При работе с полиэтилентерефталатом метод позволил получить значительно больше водорода при температуре на 300–400 градусов Цельсия ниже, чем требуется при традиционной паровой газификации.
Пластик предварительно окисляли
Полиэтилен и полипропилен первоначально оказались менее эффективными источниками водорода.
Чтобы повысить их реакционную способность, исследователи разработали предварительную термоокислительную обработку. Перед основной реакцией пластик кратковременно нагревали на воздухе при умеренной температуре.
После такой подготовки все три вида пластика успешно разлагались и выделяли водород.
При этом углерод, образующийся в процессе реакции, не выбрасывался в атмосферу в виде углекислого газа. Гидроксид натрия связывал его и превращал в твердый карбонат натрия.
Большая часть углерода остается связанной
Анализ показал, что более 75% углерода, содержащегося в исходном пластике, превращалось либо в стабильный карбонат, либо в жидкие органические остатки.
Менее 13% углерода переходило в газообразную форму, а прямые выбросы в атмосферу во время реакции были незначительными.
Полученный карбонат натрия можно дополнительно преобразовать в карбонат кальция. Это позволяет надолго зафиксировать углерод в минеральной форме.
Карбонат кальция широко используется в промышленности, включая отрасли с высоким уровнем выбросов, поэтому разработчики считают технологию перспективной для масштабной переработки пластиковых отходов и производства низкоуглеродного водорода.
Источник: Phys.org