Los científicos han descubierto un proceso para convertir plásticos difíciles de reciclar en combustible listo para usar.
El procedimiento combina dos materiales que se encuentran en productos domésticos comunes para descomponer el plástico en unas pocas horas.
Después de que los catalizadores rompen el plástico en moléculas de carbono, se agregan moléculas de hidrógeno para estabilizar los resultados para su uso como combustible para aviones y diesel.
Según los investigadores, el proceso es rápido, neutral en carbono y requiere aproximadamente un 50 por ciento menos de energía que otras tecnologías.
Y funciona en diferentes plásticos, incluso cuando se mezclan, lo que significa que se tendría que gastar menos recursos en la clasificación.
Científicos de la Universidad de Delaware han desarrollado un proceso para descomponer las poliolefinas, un tipo de plástico que es increíblemente difícil de descomponer pero responsable de la mayoría de los plásticos en la Tierra.
Las poliolefinas son plásticos versátiles que representan hasta el 70 por ciento de todos los plásticos fabricados en la actualidad, incluidas las bolsas de la compra, las toallitas húmedas, las tazas de café y los utensilios desechables.
Pero también son los más difíciles de reciclar, lo que lleva a que millones de toneladas de plásticos terminen en vertederos cada año.
Investigadores del Centro de Innovación de Plásticos (CPI) de la Universidad de Delaware han descubierto cómo convertir estos plásticos de un solo uso en moléculas de combustible.
Se puede hacer en solo un par de horas a alrededor de 480 grados Fahrenheit, un poco más caliente de lo que se necesita para hornear una papa, y funciona en una variedad de plásticos.
El hidrocraqueo descompone los sólidos plásticos en moléculas de carbono más pequeñas y luego agrega moléculas de hidrógeno para estabilizar el material resultante para su uso. Los investigadores utilizaron zeolitas, que se encuentran en ablandadores de agua, y óxidos metálicos mixtos, que se encuentran en antiácidos, como catalizadores de la reacción.
«La conversión química es el enfoque más versátil y robusto para combatir el desperdicio de plásticos», dijo el autor principal Dion Vlachos, profesor de ingeniería química y biomolecular en la UD y director del Instituto de Energía de Delaware.
Vlachos y sus colegas utilizaron un proceso químico llamado hidrocraqueo, que descompone los sólidos plásticos en moléculas de carbono más pequeñas y luego agrega moléculas de hidrógeno para estabilizar el material resultante para su uso.
Los científicos provocaron la reacción combinando zeolitas y óxidos metálicos mixtos.
Las zeolitas se utilizan en ablandadores de agua y detergentes caseros para contrarrestar minerales como el calcio y el magnesio, mientras que los óxidos metálicos mixtos descomponen moléculas grandes. (El óxido de magnesio es un óxido de metal mixto que se usa como antiácido para descomponer el ácido del estómago).
Poliolefinas antes y después del hidrocraqueo
Cada uno es un catalizador pobre por sí solo, dijo Vlachos, «Juntos, la combinación hace magia, derritiendo los plásticos y sin dejar plástico atrás».
Luego estabilizaron los resultados agregando moléculas de hidrógeno, lo que resultó en una sustancia que se puede usar para crear combustible para aviones, diesel o lubricantes.
El proceso es carbono neutral y requiere aproximadamente un 50 por ciento menos de energía que otras tecnologías, según su nuevo informe en la revista Science Advances.
Tanto las zeolitas como los óxidos metálicos son abundantes y bastante económicos, pero Vlachos reconoció que se necesita hacer más trabajo para traducir sus resultados en el laboratorio en una aplicación práctica en el campo.
«No se trata de materiales exóticos, por lo que podemos empezar a pensar rápidamente en cómo utilizar la tecnología», añadió.
Qué hacer con los millones de toneladas de plásticos que se producen cada año se ha convertido en una gran crisis.
En los EE. UU. Se recicla menos del 9 por ciento de los desechos plásticos, y más de las tres cuartas partes terminan en vertederos.
El resto se quema, lo que libera sustancias químicas tóxicas a la atmósfera.
A principios de este mes, investigadores de la Universidad de California en Berkeley anunciaron que habían desarrollado un plástico verdaderamente biodegradable que se descompone en solo unas pocas semanas.
Incorporaron enzimas que comen poliéster, protegidas por una envoltura especial de polímero, en plásticos de poliéster a medida que se fabricaban.
El proceso de hidrocraqueo puede convertir diferentes tipos de desechos plásticos en moléculas para combustible o lubricantes en solo unas pocas horas a una temperatura de aproximadamente 480 grados F
Cuando se exponen al calor y al agua, según su informe, las enzimas se liberan de sus envoltorios y digieren el plástico, convirtiéndolo en ácido láctico que se puede usar para alimentar a los microbios del suelo que se encuentran en el compost.
Las envolturas de enzimas también se degradan bajo la luz ultravioleta, explicó el equipo.
El plástico con enzimas no produce contaminantes microplásticos cuando se descompone, y el 98 por ciento se degrada en moléculas pequeñas.
«La gente ahora está preparada para pasar a polímeros biodegradables para plásticos de un solo uso», dijo el científico de materiales Ting Xu, autor principal del informe, publicado en la revista Nature.
«Pero si resulta que crea más problemas de los que vale, entonces la política podría revertirse», agregó.
“Básicamente estamos diciendo que estamos en el camino correcto. Podemos resolver este problema continuo de que los plásticos de un solo uso no sean biodegradables ”.
El problema con los plásticos convencionales es que están intrínsecamente diseñados para no romperse, ideales para el uso normal, pero inútiles para el medio ambiente cuando se desechan.
Los plásticos más duraderos tienen una estructura molecular casi cristalina, con fibras de polímero que están tan estrechamente alineadas que los microbios que comen polímeros no pueden entrar desde el exterior.
Xu y sus colegas agregan los microbios al plástico antes de que se convierta en el producto final.