California Üniversitesi, Berkeley’deki bilim insanları tarafından geliştirilen yeni bir kimyasal işlem sayesinde plastik poşetler, şişeler ve kaplar yakında ikinci bir hayata kavuşabilir. Bu yenilik yalnızca en yaygın iki plastiği -polietilen ve polipropilen- parçalamakla kalmıyor, aynı zamanda bunları orijinal yapı taşlarına geri dönüştürerek yeni plastik ürünlerde yeniden kullanıma hazır hale getiriyor.
Kimyagerler ve kimya mühendislerinden oluşan bir ekip tarafından oluşturulan süreç, polietilen ve polipropileni buharlaştırarak çalışır. Bu plastikler, tek kullanımlık market poşetlerinden sert plastik kaplara kadar her şeyde kullanılır. Bu süreçteki çığır açıcı gelişme, bu plastikleri bir arada tutan sert karbon-karbon bağlarını parçalayarak bunları monomer olarak bilinen daha basit moleküllere dönüştürmeyi içerir.
Bu gelişme, dünyanın en acil çevresel sorunlarından biri olan plastik atıklarla mücadelede önemli olabilir . Geleneksel geri dönüşüm yöntemleri genellikle plastiği daha düşük kaliteli malzemelere dönüştürür. Bu nedenle, bir plastik şişe geri dönüştürülemez hale gelmeden önce yalnızca iki veya üç kez geri dönüştürülebilir. Ancak, yeni yaklaşım plastiği orijinal değerini koruyacak şekilde geri dönüştürmeyi vaat ediyor.
Esasen plastikler sonsuza kadar geri dönüştürülebilir hale gelebilir ve bu da plastikler için gerçek bir döngüsel ekonominin kapısını açabilir.
Daireselliğe Giden Yol
Polietilen ve polipropilen tüm plastik atıkların yaklaşık üçte ikisini oluşturur. Yine de, bolluklarına rağmen, bu plastiklerin geri dönüşüm oranları içler acısı derecede düşük kalmaya devam ediyor ve yalnızca yaklaşık %9’u etkili bir şekilde geri dönüştürülüyor. Geri kalanı çöplüklerde son buluyor, yakılıyor veya ekosistemleri kirleten zararlı mikroplastiklere dönüşmeye bırakılıyor .
Bu plastikleri değerlerini koruyacak şekilde geri dönüştürmek uzun zamandır devam eden bir zorluktur. Ancak Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’de kimya profesörü olan John Hartwig, yeni katalitik süreçlerinin plastikler için daha dairesel bir ekonomi yaratmaya yardımcı olabileceğine inanıyor.
“Günlük hayatta kullandığımız öğle yemeği torbalarından çamaşır sabunu şişelerine, süt sürahilerine kadar her türlü eşyada muazzam miktarda polietilen ve polipropilen bulunuyor. Etrafımızdaki her şey bu poliolefinlerden oluşuyor” dedi.
“Prensip olarak şimdi yapabileceğimiz şey, bu nesneleri alıp, tipik olarak kararlı karbon-karbon bağlarını parçalayan tasarladığımız kimyasal reaksiyonlarla başlangıç monomerine geri getirmek. Bunu yaparak, polietilen ve polipropilene, su şişelerindeki polyesterler için sahip olduğunuz türden daireselliği vermeye herkesten daha çok yaklaştık.”
Daha önce Hartwig ve ekibi polietileni daha küçük moleküllere parçalamak için bir yöntem geliştirmişti. Ancak bu yöntem pahalı, kısa ömürlü katalizörlere dayanıyordu. Yeni işlem tungsten ve sodyum gibi daha dayanıklı ve uygun maliyetli malzemeler kullanıyor. Daha da önemlisi, bu katalizörler yeniden kullanılabiliyor ve bu da işlemi büyük ölçekli uygulamalar için daha uygulanabilir hale getiriyor.
Hartwig, “Silika üzerindeki tungsten oksit ile alüminyum oksit üzerindeki sodyum kombinasyonu, iki farklı türdeki toprağı alıp bunların bir araya getirilmesiyle tüm polimer zincirinin, etilenden propen ve polipropilenden propen ve izobutilen kombinasyonunun daha yüksek verimlerle elde edilmesiyle daha karmaşık ve pahalı katalizörlerle elde ettiğimizden daha yüksek verimlerle parçalanması gibidir” dedi.
Umut Vaat Eden Bir Süreç
Sodyumun alüminyum oksit üzerindeki ilk katalizörü uzun plastik zincirlerini parçalar. Bu, ikinci katalizörün tekrar tekrar etki edebileceği reaktif uçlar bırakır. Etkili bir şekilde, tüm polimeri çekirdek bileşenlerine ayırır – esas olarak propilen ve izobütilen. Bunların ikisi de oda sıcaklığında gazlardır ve kimya endüstrisinde yeni plastikler ve yüksek oktanlı yakıt katkı maddeleri ve kozmetikler için polimerler gibi diğer ürünler yapmak için kullanılan değerli emtialardır.
Silika üzerinde tungsten oksitten yapılan ikinci katalizör, daha önce birinci katalizör tarafından kesilen plastik zincirlerinin reaktif uçlarına bir karbon atomu ekler. Bu adım, bu reaktif uçları yeni plastikler yapmak için kullanılan bir gaz olan propilene dönüştürür. Olefin metatezi olarak bilinen işlem, katalizör polimer zincirini giderek daha küçük bileşenlere ayırmaya devam ettikçe kendini tekrar eder. Sonunda, tüm plastik zincir verimli bir şekilde yeniden kullanılabilir monomerlere dönüştürülür.
Ekip, karışık polietilen ve polipropilen atıklarının yaklaşık %90’ını yeniden kullanılabilir yapı bloklarına dönüştürebildiğini bildiriyor. Sadece bu plastiklerden biriyle çalışırken, verimler daha da yüksek.
Ancak bu süreç zorluklardan uzak değil. Katkı maddeleri veya PET ve PVC gibi diğer plastik türleri gibi küçük miktarlardaki safsızlıklar verimliliği azaltabilir. Ancak, mevcut geri dönüşüm altyapısı plastikleri zaten farklı kategorilere ayırıyor, bu nedenle bu büyük bir engel olmayabilir.
Geleceğe Bakış
Polietilen ve polipropilen inanılmaz derecede ucuz ve kullanışlı malzemelerdir. Ve yaygın kullanımları yakın zamanda ortadan kalkmayacakları anlamına gelir. Birçok açıdan plastikler herkesin iyiliği için fazla dayanıklıdır.
Berkeley ekibinin Science dergisinde yayınlanan araştırması , yaygın plastiklerin atılmak yerine yeni malzemelere dönüştürülebileceği bir geleceğe dair bir bakış açısı sunuyor. Özellikle karışık plastik atıklarla ilgili zorluklar devam etse de, süreç plastik atık hakkındaki düşünce şeklimizi değiştirecek ticari ölçekli geri dönüşüm tesislerine yol açabilir.
“Tüm polietilen ve polipropilenden kurtulmamız ve yalnızca yeni dairesel malzemeler kullanmamız gerektiğini savunabilirsiniz. Ancak dünya bunu onlarca yıl boyunca yapmayacak. Poliolefinler ucuzdur ve iyi özelliklere sahiptir, bu yüzden herkes onları kullanır,” dedi Hartwig.
“İnsanlar eğer bunları dairesel hale getirmenin bir yolunu bulabilirsek bunun büyük bir olay olacağını söylüyorlar ve biz de bunu yaptık. Bunu yapacak ticari bir tesis hayal etmeye başlayabiliriz.”
Yorumlar
0 Yorumlar
