تولید‌سوخت از پلاستیک توسط دانشمندان

zoomit.ir - مهدی زارع: پلاستیک یکی از مضرترین زباله‌ها برای طبیعت است. این ماده‌ی مصنوعی برای تجزیه شدن به صدها هزار سال زمان نیاز دارد و آلودگی ایجاد شده توسط پلاستیک‌ها، زنگ خطر مهمی برای آینده محیط زیست هستند. دانشمندان به تازگی موفق شده‌اند روشی بهینه برای بازیافت این محصول کشف کنند و آن را به سوخت مایع تبدیل کنند.

سالانه ۱۰۰ میلیون تن محصول پلاستیکی در جهان تولید می‌شود. دانشمندان به تازگی موفق شده‌اند روشی بهینه برای تبدیل پلاستیک به سوخت مایع ابداع کنند و این روش جدید، انرژی کمتری نسبت به روش‌های قبلی مصرف می‌کند و محصول نهایی آن نیز کیفیت بالاتری دارد. با استفاده از تکنیک جدید، ساختار پلی‌اتیلن که در ساخت اکثر محصولات پلاستیکی از بطری‌های پلاستیک تا ظروف غذا استفاده می‌شود، شکسته می‌شود.

تا‌کنون روش‌های مناسبی برای بازیافت یا از بین بردن پلاستیک معرفی نشده‌اند. در حال حاضر پلاستیک‌ها در محل‌های جمع‌آوری زباله نگهداری می‌شوند که برای سلامت افراد مضر است. در برخی مناطق نیز این زباله‌ها دفن می‌شوند یا به اقیانوس‌ها ریخته می‌شوند که خطرات بزرگی برای محیط زیست ایجاد می‌کنند. پیش‌بینی شده تا سال ۲۰۵۰، مقدار پلاستیک موجود در اقیانوس‌ها از ماهی‌ها بیشتر شود.

طبق گزارش‌های منتشر شده، ۹۵ درصد از پلاستیک‌ها تنها پس از یک بار استفاده دور ریخته می‌شوند و سالانه ۸ میلیون تن پلاستیک وارد اقیانوس‌ها می‌شود. به بیان دیگر در هر دقیقه یک کامیون پر از زباله به اقیانوس ریخته می‌شود. کارشناسان می‌گویند در صورتی که راه حلی برای این معضل پیدا نشود، این آمار در سال ۲۰۳۰ به دو کامیون و در سال ۲۰۵۰ به چهار کامیون در هر دقیقه می‌رسد. این گزارش که توسط انجمن جهانی اقتصاد یعنی World Economic Forum (WEF) منتشر شده، عنوان می‌کند که اگر روند دفن زباله‌ها به همین صورت پیش برود، تا سال ۲۰۲۵ به ازای هر سه تن ماهی موجود در آب‌ها، یک تن پلاستیک خواهیم داشت و در سال ۲۰۵۰ مقدار پلاستیک‌ها از ماهی‌ها بیشتر خواهد شد.

اما راه احل ارائه شده توسط دانشمندان، می‌تواند دوران تازه‌ای را در بازیافت پلاستیک‌ها شروع کند. البته راه‌حل‌های مشابهی نیز تا کنون وجود داشته‌اند اما امتیاز این روش جدید، مصرف پایین انرژی در آن است. دانشمندان در این روش‌ها تلاش می‌کنند تا پلاستیک را به محصول جدید قابل مصرفی برای مردم تبدیل کنند. با توجه به وجود فراوان هیدروژن و کربن در پلی‌اتیلن، سوخت مایع هیدروکربنی، می‌تواند بهترین محصول حاصل از این بازیافت باشد. اما مشکل اصلی تبدیل پلی‌اتیلن به سوخت، پیوندهای قوی شیمیایی است که در این ماده وجود دارد. پلی‌اتیلن به خاطر وجود پیوندهای اتمی قوی موجود در ساختارش، تا مدت زمان زیادی ساختار خود را حفظ می‌کند و برای شکستن این پیوندها باید به آن گرما داده شود و البته این فرآیند به آسانی رخ نخواهد داد.

یکی از اعضای تیم تحقیقاتی به نام Zhibin Guan در مصاحبه‌ای با لس‌آنجلس تایمز می‌گوید: "اگر شما پلاستیک‌ها را دفن کنید، آنها تا صدها هزار سال در همان حالت باقی خواهند ماند." در ادامه‌ی این مصاحبه به این نکته اشاره شده که اگر پلاستیک‌ها تا دمای ۴۰۰ درجه‌ی سانتیگراد گرم شوند، به اجزای تشکیل‌دهنده‌ی خود تجزیه می‌شوند و البته حاصل آن ترکیبی غیر مفید از گاز و مواد نفتی خواهد بود.

تیم تحقیقاتی گوان از دانشگاه ایرواین کالیفرنیا، در این پروژه با موسسه‌ی شیمی آلی شانگهای همکاری کرده‌اند تا راه حل جدیدی با مصرف کمتر انرژی کشف کنند. این راه حل جدید از کاتالیزورهایی که برای تولید پلی‌اتیلن استفاده می‌شوند، به منظور شکست پیوندهای این ماده استفاده می‌کند. اولین کاتالیزور، هیدروژن را از پیوند کربن‌ها جدا می‌کند و بدین‌ترتیب کربن‌ها پیوند‌های جدیدی با یکدیگر تشکیل می‌دهند. سپس کاتالیزور دیگری وارد فرآیند می‌شود و پیوند کربن‌ها را نیز می‌شکند. در این مرحله، هیدروژن مجددا وارد فرآیند می‌شود و با کربن‌ها پیوند ایجاد می‌کند. این مراحل در طول فرآیند چندین بار تکرار می‌شوند.

تکرار این مراحل باعث می‌شود تا ترکیب شیمیایی و پیوند‌های پلی‌اتیلن تغییر کند و حاصل یک سوخت دیزلی یا موم می‌شود که می‌تواند در صنایع مورد استفاده قرار گیرد. این روش جدید به ۱۷۵ درجه‌ی سانتیگراد دما نیاز دارد و در نتیجه از روش‌های قدیمی بهینه‌تر بوده و مصرف انرژی کمتری دارد. تنها نقاط ضعف این روش، مدت زمان ۴ روزه‌ی انجام آن و گران بودن کاتالیزورها است. البته تیم تحقیقاتی در حال انجام آزمایش‌های جدید برای بهینه‌تر کردن این روش هستند.