Кујнска сол –состојка што го револуционизира хемиското рециклирање
Мухамед Рабнаваз, вонреден професор на ценетата школа за пакување на Државниот универзитет во Мичиген и неодамнешен член на Националната академија на пронаоѓачи, отсекогаш имал став дека најбрилијантното решение е и наједноставното.
Оваа филозофија е очигледна во најновиот труд на неговиот тим објавен во списанието Advanced Sustainable Systems .
Рабнаваз и неговите колеги покажаа дека натриум хлоридот – кујнската сол – може да ги надмине многу поскапите материјали што се истражуваат за да помогнат во рециклирањето на пластиката.
„Ова е навистина возбудливо“, рече Рабнаваз. „Потребни ни се едноставни, евтини решенија за да се справиме со голем проблем како рециклирање пластика.
Иако пластиката историски се продавала како рециклирачка, реалноста е дека скоро 90% од пластичниот отпад во Соединетите Држави завршува на депонии, во печки за согорување или како загадување на животната средина.
Една од причините зошто пластиката стана толку употреблива е тоа што материјалите добиени од рециклирање не се доволно вредни за да се потрошат парите и ресурсите потребни за нивно добивање.
Според проекциите на тимот, кујнската сол би можела да ја промени економијата и драстично да ги намали трошоците кога станува збор за процесот на рециклирање познат како пиролиза, кој функционира преку комбинација на топлина и хемија.
Иако Рабнаваз очекуваше солта да има влијание поради тоа колку добро ја спроведува топлината, тој сепак беше изненаден од тоа колку добро функционира. Тој ги надмина скапите катализатори – хемикалии дизајнирани да ги поттикнат реакциите – и тој верува дека неговиот тим штотуку почнал да го искористува неговиот потенцијал.
Понатаму, работата веќе добива внимание од големите имиња во индустријата, рече тој.
Всушност, истражувањето беше делумно поддржано од Conagra Brands, компанија за пакувани производи за широка потрошувачка. Американското Министерство за земјоделство и MSU AgBioResearch исто така помогнаа во финансирањето на работата.
Катализатор кој вреди за неговата сол
Пиролизата е процес кој ја разградува пластиката во мешавина од поедноставни соединенија базирани на јаглерод, кои излегуваат во три форми: гас, течно масло и цврст восок.
Таа восочна компонента е често непожелна, рече Рабнаваз, но сепак може да претставува повеќе од половина од производите, по тежина, од сегашните методи на пиролиза. Тоа е дури и кога се користат катализатори, кои се корисни, но тие често може да бидат токсични или премногу скапи за да се применат во управувањето со отпадна пластика.
Платинумот, на пример, има многу атрактивни каталитички својства, поради што се користи во каталитичките конвертори за намалување на штетните емисии од автомобилите. Но, исто така е многу скапо, поради што крадците крадат катализатори.
Иако бандитите веројатно нема да ограбат материјали базирани на платина од реактор за пиролиза, обидот за рециклирање на пластиката со тие катализатори сепак ќе бара големи инвестиции – милиони, ако не и стотици милиони долари, рече Рабнаваз. И сегашните катализатори не се доволно ефикасни за да ја оправдаат таа цена.
„Ниту една компанија во светот нема таков вид на готовина за согорување“, рече Рабнаваз.
Во претходната работа , Рабнаваз и неговиот тим покажаа дека бакарниот оксид и кујнската сол делуваат како катализатори за разградување на пластиката позната како полистирен . Сега, тие покажаа дека само кујнската сол може да го елиминира восокот нуспроизвод во пиролизата на полиолефините – полимери кои сочинуваат 60% од пластичниот отпад.
„Тој прв труд беше важен, но јас не се возбудив додека не работевме со полиолефини“, рече Рабнаваз. „Полиолефините се огромни, а ние само ги надминавме скапите катализатори“.
На Рабнаваз на овој проект му се придружија Кристофер Сафран, вонреден професор на Колеџот за земјоделство и природни ресурси, визитинг научникот Мохамед Шакер и докторантот на МСУ Викаш Кумар.
Кога користеше кујнска сол како катализатор за пиролиза на полиолефини, тимот произведе главно течно масло што содржи јаглеводородни молекули слични на она што се наоѓа во дизел горивото, рече Рабнаваз. Друга предност на катализаторот на сол, покажаа истражувачите, е дека може повторно да се користи.
„Можете да ја вратите солта со едноставно миење на добиеното масло со вода“, рече Рабнаваз.
Истражувачите, исто така, покажаа дека кујнската сол помага во пиролизата на метализираните пластични фолии, кои вообичаено се користат во пакувањето на храната, како што се кесичките со чипс, кои моментално не се рециклираат.
Иако чистата кујнска сол не го надмина катализаторот од платина-алумина што тимот исто така го тестираше со метализирани фолии, резултатите беа слични, а солта е дел од цената.
Рабнаваз, сепак, истакна дека метализираните филмови, иако се корисни, се инхерентно проблематични. Тој замислува свет во кој такви филмови повеќе не се потребни, поради што неговиот тим исто така работи на нивно замена со поодржливи материјали .
Тимот, исто така, ќе продолжи да работи на продолжување на својот проект за пиролиза.
На пример, тимот допрва треба целосно да ги карактеризира гасните производи од пиролиза со кујнска сол. И Рабнаваз верува дека тимот може да го подобри овој пристап, така што течните производи содржат хемикалии со повредни апликации отколку да се согоруваат како гориво.
Сепак, раните враќања на новата тактика на тимот за кујнска сол се охрабрувачки. Врз основа на брза, прелиминарна економска анализа, тимот процени дека комерцијалниот реактор за пиролиза би можел тројно да го зголеми својот профит само со додавање сол.
Категорија: Наука и Технологија
