تبدیل پلاستیک به سوختی مشابه بنزین

به گزارش پایگاه خبری دانه، پژوهشگران آزمایشگاه ملی اوک‌ریج آمریکا روشی معرفی کرده‌اند که می‌تواند پلاستیک‌های پلی‌اتیلنی را به هیدروکربن‌های مایعی که شبیه بنزین هستند، تبدیل کند.
پلاستیک های پلی ‌اتیلنی از کیسه‌های خرید گرفته تا تخته‌های پلاستیکی آشپزخانه، بسیار فراوان‌اند اما بازیافت شیمیایی آن‌ها ساده نیست. این بازیافت سخت به دلیل زنجیره‌های مولکولی بلند و پایدار این پلاستیک‌ها است که معمولا برای شکسته شدن به دمای بالا و فرایندهای پرانرژی نیاز دارند.
حالا پژوهشگران روشی معرفی کرده‌اند که می‌تواند پلی‌اتیلن را در دمایی کمتر از ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد به هیدروکربن‌های مایع شبیه بنزین تبدیل کند. نتایج این پژوهش در Journal of the American Chemical Society  منتشر شده است.

فرآیند تبدیل پلی اتیلن به ترکیبات مشابه بنزین

در قلب این روش، مخلوطی از نمک‌های مذاب حاوی کلرید آلومینیوم قرار دارد. این نمک‌ها پس از گرم شدن به مایع تبدیل می‌شوند و هم محیط واکنش را فراهم می‌کنند و هم نقش کاتالیزوری دارند.
پژوهشگران نشان دادند اتم‌های آلومینیوم در این محیط، مراکز بسیار اسیدی ایجاد می‌کنند. این مراکز می‌توانند زنجیره‌های بلند پلی‌اتیلن را بشکنند و آن‌ها را به مولکول‌های هیدروکربنی کوچک‌تر تبدیل کنند. محصولی که بدست آمد آلکان‌های شاخه‌دار با حدود ۶ تا ۱۲ اتم کربن بود. همان محدوده‌ای که بسیاری از ترکیبات بنزین در آن قرار می‌گیرند.
مزیت مهم این روش آن است که به فلزات گران‌بها، حلال آلی یا منبع خارجی هیدروژن نیاز ندارد. در مقابل، روش‌هایی مانند پیرولیز معمولا پلی‌اتیلن را در دماهای حدود ۴۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌کنند.

از بنزین تا ترکیبات شبیه دیزل

ساختار خود پلیمر نیز روی محصول نهایی اثر می‌گذارد. آزمایش‌ها نشان دادند زنجیره‌های ساده‌تر پلی‌اتیلن بیشتر به ترکیبات مشابه بنزین‌ تبدیل می‌شوند. در حالی که ساختارهای متراکم‌تر و پلیمرهای با وزن مولکولی بالا می‌توانند هیدروکربن‌هایی در محدوده سوخت دیزل تولید کنند.
برای فهمیدن سازوکار این واکنش، تیم تحقیق از روش‌هایی مانند طیف‌سنجی پرتو ایکس، رزونانس مغناطیسی هسته‌ای، پراکندگی نوترون و نشانه‌گذاری ایزوتوپی استفاده کرد. این بررسی‌ها نشان دادند مراکز آلومینیومی فعال، مجموعه‌ای از واکنش‌ها را آغاز می‌کنند که در نهایت زنجیره پلیمر را به مولکول‌های کوچک‌تر تبدیل می‌کند.

بازده ۶۰ درصدی محصول

در آزمایش‌های گزارش‌شده از سوی آزمایشگاه اوک‌ریج، بازده تولید محصولی که مشابه بنزین‌ است، به حدود ۶۰ درصد رسید. ژن‌ژن یانگ، یکی از نویسندگان مقاله، در گزارشی که SciTechDaily از این پژوهش منتشر کرده، توضیح داده است که این روش بدون کاتالیزور فلزی گران‌قیمت، حلال یا هیدروژن خارجی انجام می‌شود و نمک‌های تجاری خودشان محل‌های فعال لازم را فراهم می‌کنند.
البته هنوز تا استفاده صنعتی فاصله وجود دارد. SciTechDaily به یک مانع مهم اشاره کرده است: نمک‌های حاوی آلومینیوم به رطوبت حساس‌اند و جذب آب می‌تواند پایداری سامانه را کاهش دهد. پژوهشگران در حال بررسی راه‌هایی برای محافظت بهتر از نمک‌ها و ساده‌تر کردن جداسازی محصولات هستند.
بنابراین این روش فعلا یک فناوری آزمایشگاهی است، نه راه‌حلی آماده برای بازیافت انبوه پلاستیک. با این حال، نشان می‌دهد پلی‌اتیلن دورریختنی می‌تواند به‌جای سوختن یا دفن شدن، به منبعی برای تولید هیدروکربن‌های مایع تبدیل شود.