Napfénnyel hasznosítják újra a műanyagokat

Ebben a reakciós üvegcsében koncentrált napfénnyel megvilágítva egy habtálcából származó fekete polisztiréndarab újrahasznosítható anyaggá bomlik le.

Fotó: Hanning Jiang

Nem minden műanyag egyenlő – bizonyos fajtákat és színeket könnyebb újrahasznosítani, mint másokat. Például, a fekete hab és a fekete kávés kupakok, amik gyakran polisztirénből (hungarocell) készülnek általában a hulladéklerakókban végzik, mert a szín adalékanyagok miatt a szortírozásuk hatástalan. A kutatók most az ACS Central Science magazinban arról számolnak be, hogy napfény, vagy fehér LED-ek segítségével képesek felhasználni a fekete műanyagokban lévő egyik adalékanyagot és át tudják alakítani a fekete és színes polisztirén hulladékot újrafelhasználható anyagokká.

Sewon Oh, Hanning Jiang és Erin Stache, a dolgozat szerzői, azt mondják, hogy az egyszerű, látható fénysugárzás rendelkezik azzal a potenciállal, hogy átalakítsa a műanyagok kémiai újrahasznosítását, és így felhasználják a sok kereskedelmi termékben már meglévő adalékanyagokat.

Ebben a reakciós üvegcsében koncentrált napfénnyel megvilágítva egy habtálcából származó fekete polisztiréndarab újrahasznosítható anyaggá bomlik le. A kutatók azt mondják, hogy módszerük zárt hurok újrahasznosítási folyamatot hozhat létre ehhez a fajta műanyagfajtához.
Fotó: Hanning Jiang / American Chemical Society

 

 

A műanyag újrahasznosítás körkörös gazdasága

A stratégia a műanyag újrahasznosításához az, hogy fénnyel kémiailag hasznos anyagokká bontják le a műanyagot, amik új termékekben újrahasznosíthatók. Ehhez a folyamathoz szükség van egy olyan segítőre, ami a fényt a polimerkötések felbontásához szükséges hővé alakítja. Azonban a megfelelő segítő megtalálása, ami nem hoz létre több hulladékot és könnyen egyesíthető az újrahasznosított anyagokkal nagy feladat marad a kutatók számára.

Stache és egy kutatócsapat arra törekedve, hogy létrehozzák a műanyag újrahasznosítás körkörös gazdaságát, kihasznált valamit, ami már megtalálható a fekete polisztirén hulladékban – egy adalékanyagot, a kormot.

A kutatók teszteltek egy módszert, hogy újrahasznosítsák a laboratóriumban készült fekete polisztirént: Finom porrá őrölték a polisztirén és a korom keverékét, a port egy lezárt üvegcsébe helyezték és 30 percig nagy intenzitású, fehér LED lámpák alá tették. A korom a LED fényt hővé alakította. A hő szétszakította a polisztirén molekuláris szerkezetét egyes, kettes és hármas sztirén egységeket hozva létre. És ez a három komponens tisztán elkülönült a reakció apparátusban. 

 

A csapat a maradék kormot és sztirén monomert újrahasznosította polisztirénné, demonstrálva az új módszer körkörösségét. 

 

A kutatók a technikát élelmiszer konténerekből és kávés poharak fedeléből származó koromra alkalmazták, a hulladékot kis darabokra vágták és azt találták, hogy a polisztirén akár 53%-a is sztirén monomerré alakult.

A repceolajjal, szójaszósszal és narancslével fertőzött hulladékminták kissé kevésbé hatékonyan bomlottak le. Amikor a kutatók a fényforrást a LED-ről fókuszált kinti napfényre váltották, a reakció hatékonysága nagyobb volt (80%). Ezenkívül a sokszínű fekete, sárga, piros és színtelen polisztirén hulladékkeverék napfény hatására nagyobb arányban (67%) alakult sztirénné a fehér LED lámpákhoz (45%) viszonyítva. A kutatók a nagyobb hatékonyságot annak tulajdonítják, hogy a fókuszált napfénynek nagyobb volt a fényintenzitása.

A kutatók azt mondják, hogy módszerük zárt hurok újrahasznosítási folyamatot hozhat létre ehhez a fajta műanyagfajtához.

(Forrás: American Chemical Society: https://www.acs.org/)