سالانه صدها میلیون تن پلاستیک تولید می شود. اکثر آنها تبدیل به زباله می شوند و در طول قرن ها تجزیه می شوند و در نتیجه مشکلات زیست محیطی جهانی ایجاد می کنند. بنابراین، دانشمندان توجه خود را به یافتن راههایی برای تبدیل پلاستیک به انرژی از جمله سوخت مایع مناسب برای موتورها و مصارف صنعتی معطوف کردهاند. و او را پیدا کردند. در مقاله Rambler بیشتر بخوانید.
پیرولیز: روش اصلی تبدیل پلاستیک
تکنولوژی مورد توجه امروزه پیرولیز نامیده می شود. این فرآیند شامل گرم کردن زبالههای پلاستیکی تا دمای بالا در غیاب اکسیژن است که باعث میشود مولکولهای پلیمری طولانی به زنجیرههای هیدروکربنی کوتاهتر – مایع، گاز و قطعات جامد تجزیه شوند.
پیرولیز جدید نیست. دهه ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در شکل استاندارد خود، مخلوطی از محصولات تولید می کند که می تواند به بنزین، دیزل یا نفت کوره تبدیل شود. با این حال، کارخانه های پیرولیز کلاسیک اغلب به کاتالیزورها (شتاب دهنده های واکنش شیمیایی) برای افزایش راندمان سوخت و بهبود کیفیت نیاز دارند که هزینه و پیچیدگی فرآیند را افزایش می دهد.
پیشرفت های علمی اخیر
یکی از پیشرفتهای کلیدی اخیر حاصل کار دانشمندان دانشگاه ییل بود که یک کارخانه پیرولیز ساختند که از کاتالیزورهای گران قیمت استفاده نمیکرد. به گفته مهندسی Yale، با استفاده از راکتورهای چاپ سه بعدی با ساختار متخلخل، آنها توانستند حدود 66 درصد از پلاستیک را به اجزای شیمیایی مفید مناسب برای سوخت تبدیل کنند.
در این سیستم خود طراحی راکتور نقش مهمی ایفا می کند. این به سه ناحیه با اندازه های منافذ مختلف تقسیم می شود که به پلاستیک اجازه می دهد تا مرحله به مرحله تجزیه شود. قطعات بزرگ مواد ابتدا به ترکیبات کوچکتر و سپس به هیدروکربن های ساده شکسته می شوند. این رویکرد تشکیل محصولات جانبی را کاهش می دهد و فرآیند را قابل مدیریت تر می کند. به لطف این، فرآیند تجزیه پلاستیک به دلیل دما و شکل راکتور بدون استفاده از کاتالیزورهای شیمیایی اتفاق میافتد که اغلب باعث پیچیدهتر شدن و افزایش هزینههای فناوری میشود.
کشف خارق العاده دانشمندان در مورد شبیه سازی ژن
شایان ذکر است که همه پلاستیک ها به راحتی به سوخت تبدیل نمی شوند. پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی استایرن (PS) به دلیل ساختار شیمیایی مناسب ترین ها در نظر گرفته می شوند.
نمونه هایی از پروژه های فعال
فن آوری پیرولیز نه تنها در آزمایشگاه ها استفاده شده است. به عنوان مثال، استارت آپ مکزیکی پتگاز از یک کارخانه پیرولیز برای پردازش زباله های پلاستیکی به بنزین، سوخت دیزل، نفت سفید و پارافین استفاده می کند. دستگاه او پلاستیک را بدون اکسیژن گرم می کند، ابتدا از گاز پروپان برای شروع فرآیند استفاده می کند و سپس انرژی گاز آزاد شده را حفظ می کند.
چنین کارخانه ای قادر است تقریباً 1.5 تن پلاستیک در هفته پردازش کند و بیش از 350 گالن سوخت (≈1350 لیتر) تولید کند. با این حال، به گفته این شرکت، انتشار دی اکسید کربن کمتر از سوخت های سنتی است – اگرچه این هنوز فرآیند را از نظر انتشار کربن کاملاً تمیز نمی کند.
پروژههای صنعتی بزرگتر نیز به تدریج اجرا میشوند: در شهر کینشاسا کنگو، یک نیروگاه حرارتی پلاستیکی برنامهریزی شده است که روزانه صدها تن زباله پلاستیکی را پردازش میکند و برق، سوخت دیزل و روانکنندههای صنعتی تولید میکند.
مسائل فنی، اقتصادی و زیست محیطی
در حالی که این ایده جذاب است، تبدیل پلاستیک به سوخت دارای محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی است.
- مصرف انرژی. پیرولیز به دماهای بالا – صدها درجه سانتیگراد – نیاز دارد که باعث می شود این فرآیند انرژی زیادی مصرف کند. اگر انرژی از یک منبع تجدید پذیر نباشد، استفاده از برق برای گرمایش می تواند ردپای کربن شما را افزایش دهد.
- آلایندگی و کیفیت سوخت. محصولات پیرولیز مایع همیشه بدون پالایش و پردازش بیشتر استانداردهای موتورهای بنزینی و دیزلی را برآورده نمی کنند. برخی از روش های پیرولیز از کاتالیزور استفاده می کنند یا یک مرحله ترک اضافی برای تولید سوخت با کیفیت لازم ضروری است.
- وابستگی مداوم به منابع فسیلی پذیرش گسترده چنین فناوری هایی تنها می تواند انتقال از سوخت های فسیلی را به تاخیر بیاندازد و به جای کاهش مصرف پلاستیک، تولید پلاستیک را ادامه دهد.
امروزه، فناوری تبدیل پلاستیک به سوخت هنوز تنها یک راه حل موقتی است. آنها می توانند بار روی محل های دفن زباله را کاهش دهند و تا حدی وابستگی به هیدروکربن های بکر را کاهش دهند، اما چنین روش هایی مشکل اصلی – افزایش مداوم تولید پلاستیک و تجمع آنها در محیط را از بین نمی برند. بنابراین، از دیدگاه زیست محیطی، این تنها یک راه موقت برای مقابله با پیامدهای سیستم موجود است.
قبلاً نوشتیم که دانشمندان یاد گرفتهاند که چگونه پوست را شفاف کنند.