Lab transforma resíduos plásticos difíceis de processar em mestre de captura de carbono
Os poros nesta partícula em escala mícron, resultado da pirólise na presença de acetato de potássio, são capazes de sequestrar dióxido de carbono de correntes de gases de combustão. Crédito:Tour Group, Rice University
Aqui está outra coisa a fazer com essa montanha de plástico usado:fazer com que absorva o excesso de dióxido de carbono.
O que parece ser uma vitória para dois problemas ambientais prementes descreve a técnica química recém-descoberta de um laboratório da Rice University para transformar resíduos de plástico em um dióxido de carbono eficaz (CO
2 ) sorvente para a indústria.
O químico de arroz James Tour e os autores co-líderes do ex-aluno do arroz Wala Algozeeb, o estudante de pós-graduação Paul Savas e o pesquisador de pós-doutorado Zhe Yuan relataram na revista da American Chemical Society
ACS Nano que o aquecimento de resíduos plásticos na presença de acetato de potássio produziu partículas com poros em escala nanométrica que prendem moléculas de dióxido de carbono.
Essas partículas podem ser usadas para remover CO
2 de fluxos de gases de combustão, eles relataram.
"Fontes pontuais de CO
2 emissões como chaminés de exaustão de usinas de energia podem ser equipadas com este material derivado de resíduos de plástico para remover enormes quantidades de CO
2 que normalmente encheria a atmosfera", disse Tour. "É uma ótima maneira de ter um problema, resíduos de plástico, resolver outro problema, CO
2 emissões”.
Um processo atual para pirolisar o plástico conhecido como reciclagem química produz óleos, gases e ceras, mas o subproduto de carbono é quase inútil, disse ele. No entanto, a pirólise do plástico na presença de acetato de potássio produz partículas porosas capazes de reter até 18% de seu próprio peso em CO
2 à temperatura ambiente.
O estudante de pós-graduação Paul Savas coloca plástico cru em um triturador para prepará-lo para pirólise, ou aquecimento em uma atmosfera inerte. Crédito:Jeff Fitlow, Universidade Rice
Além disso, embora a reciclagem química típica não funcione para resíduos de polímeros com baixo teor de carbono fixo para gerar CO
2 sorvente, incluindo polipropileno e polietileno de alta e baixa densidade, os principais constituintes dos resíduos urbanos, esses plásticos funcionam especialmente bem para capturar CO
2 quando tratado com acetato de potássio.
O laboratório estima que o custo da captura de dióxido de carbono de uma fonte pontual, como gás de combustão pós-combustão, seria de US$ 21 a tonelada, muito menos caro do que o processo baseado em amina, que consome muita energia, em uso comum para extrair dióxido de carbono de alimentações de gás natural. que custa de US$ 80 a US$ 160 a tonelada.
Um jarro de plástico é alimento para um material desenvolvido na Rice University que transforma resíduos de plástico em um material que absorve dióxido de carbono. O laboratório tem como alvo os gases de combustão que agora exigem um processo muito mais complexo para sequestrar o dióxido de carbono. Crédito:Jeff Fitlow/Rice University
Assim como os materiais à base de amina, o sorvente pode ser reutilizado. Aquecê-lo a cerca de 75 graus Celsius (167 graus Fahrenheit) libera dióxido de carbono preso nos poros, regenerando cerca de 90% dos locais de ligação do material.
Como ele gira a 75 graus Celsius, os vasos de cloreto de polivinila são suficientes para substituir os caros vasos de metal que normalmente são necessários. Os pesquisadores observaram que o sorvente deve ter uma vida útil mais longa do que as aminas líquidas, reduzindo o tempo de inatividade devido à corrosão e à formação de lodo.
Para fazer o material, os resíduos de plástico são transformados em pó, misturados com acetato de potássio e aquecidos a 600 C (1.112 F) por 45 minutos para otimizar os poros, a maioria com cerca de 0,7 nanômetros de largura. Temperaturas mais altas levaram a poros mais largos. O processo também produz um subproduto de cera que pode ser reciclado em detergentes ou lubrificantes, disseram os pesquisadores.
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