Os plásticos descartáveis ​​podem ter mais valor inerente do que você pensa.

Os pesquisadores desenvolveram um novo método para reciclar abundantes, plásticos aparentemente de baixo valor em produtos líquidos de alta qualidade, como óleos de motor, lubrificantes, detergentes e até cosméticos. A descoberta também melhora os métodos de reciclagem atuais que resultam em preços baratos, produtos de plástico de baixa qualidade.

O método catalítico serve a dois pontos, removendo a poluição do plástico do meio ambiente e contribuindo para uma economia circular.

Northwestern University, O Argonne National Laboratory e o Ames Laboratory lideraram a equipe multi-institucional.

"Nossa equipe está muito satisfeita por ter descoberto esta nova tecnologia que nos ajudará a superar o problema crescente de acúmulo de resíduos de plástico, "disse Kenneth R. Poeppelmeier da Northwestern, que contribuíram com a pesquisa. "Nossas descobertas têm amplas implicações para o desenvolvimento de um futuro no qual possamos continuar a nos beneficiar dos materiais plásticos, mas fazê-lo de uma forma que seja sustentável e menos prejudicial ao meio ambiente e potencialmente à saúde humana. "

Poeppelmeier é o professor de química Charles E. e Emma H. ​​Morrison do Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern, diretor do Centro de Catálise e Ciência de Superfícies da Northwestern e membro do Programa de Plásticos da Northwestern, Ecossistemas e Saúde Pública.

Poeppelmeier co-liderou o trabalho com Aaron D. Sadow, um cientista da Divisão de Ciências Químicas e Biológicas do Laboratório Ames, e Massimiliano Delferro, líder do grupo do programa de catálise do Laboratório Nacional de Argonne.

O estudo será publicado no dia 23 de outubro na revista ACS Central Science .

O problema do plástico

Cada ano, 380 milhões de toneladas de plástico são criadas em todo o mundo. E como o mercado de plásticos continua a crescer, muitos analistas prevêem que a produção pode quadruplicar até 2050. Mais de 75% desses materiais plásticos são descartados após um único uso. Muitos deles acabam em nossos oceanos e cursos d'água, prejudicando a vida selvagem e espalhando toxinas.

“Certamente há coisas que podemos fazer como sociedade para reduzir o consumo de plásticos em alguns casos, "Sadow disse." Mas sempre haverá casos em que os plásticos são difíceis de substituir, então realmente queremos ver o que podemos fazer para encontrar valor nos resíduos. "

Embora os plásticos possam ser derretidos e reprocessados, esse tipo de reciclagem produz materiais de valor inferior que não são tão estruturalmente fortes quanto o material original. Os exemplos incluem garrafas de plástico para baixo em um banco de parque moldado.

Quando deixado na natureza ou em aterros sanitários, os plásticos não se degradam porque têm ligações carbono-carbono muito fortes. Em vez de, eles se dividem em plásticos menores, conhecido como microplástico. Enquanto algumas pessoas veem esses laços fortes como um problema, o noroeste, O Argonne National Laboratory e a equipe do Ames Laboratory viram isso como uma oportunidade.

"Procuramos recuperar a alta energia que mantém essas ligações unidas, convertendo cataliticamente as moléculas de polietileno em produtos comerciais de valor agregado, "Delferro disse.

Uma solução catalítica

O catalisador consiste em nanopartículas de platina - apenas dois nanômetros de tamanho - depositadas em nanocubos de perovskita, que têm cerca de 50-60 nanômetros de tamanho. A equipe escolheu a perovskita porque é estável sob altas temperaturas e pressões e um material excepcionalmente bom para conversão de energia.

Para depositar nanopartículas nos nanocubos, a equipe usou a deposição da camada atômica, uma técnica desenvolvida em Argonne que permite o controle preciso das nanopartículas.

Sob pressão e temperatura moderadas, o catalisador clivou a ligação carbono-carbono do plástico para produzir hidrocarbonetos líquidos de alta qualidade. Esses líquidos podem ser usados ​​em óleo de motor, lubrificantes ou ceras ou processados ​​posteriormente para fazer ingredientes para detergentes e cosméticos. Isso contrasta com os catalisadores disponíveis comercialmente, que gerou produtos de qualidade inferior com muitos hidrocarbonetos curtos, limitar a utilidade dos produtos.

Ainda melhor:o método catalítico produziu muito menos resíduos no processo. Métodos de reciclagem que derretem plástico ou usam catalisadores convencionais geram gases de efeito estufa e subprodutos tóxicos.