Od odpadów do cennego surowca: chemicy z Uniwersytetu w Kopenhadze opracowali metodę przekształcania odpadów z tworzyw sztucznych w rozwiązanie klimatyczne umożliwiające skuteczne i zrównoważone wychwytywanie CO2, rozwiązując tym samym nie jedno, ale dwa wielkie globalne wyzwania.
Zamiast kończyć jako mikroplastiki w środowisku, zużyte butelki i tkaniny mogą stać się narzędziami do walki ze zmianami klimatycznymi. W ten sposób naukowcy zajmują się dwoma największymi globalnymi wyzwaniami: zanieczyszczeniem plastikiem i kryzysem klimatycznym. Metoda ta jest energooszczędna, skalowalna i potencjalnie opłacalna, oferując przemysłowi zrównoważony rozwój i praktyczność.
W miarę jak stężenie CO2 w atmosferze nadal rośnie, pomimo wieloletnich wysiłków politycznych mających na celu ograniczenie emisji, oceany na całym świecie są zalewane tworzywami sztucznymi, zagrażając środowisku morskiemu i ekosystemom.
Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze opracowali metodę, w której śmieci jednego stają się „skarbem” innego, gdy rozłożony plastik PET staje się kluczowym składnikiem wydajnego i zrównoważonego wychwytywania CO2.
Tworzywo PET
Znamy ten materiał z plastikowych butelek, tkanin i wielu innych zastosowań: tworzywo PET jest jednym z najczęściej stosowanych rodzajów plastiku na świecie, ale kiedy spełnia swoją funkcję, staje się palącym problemem środowiskowym.
Dzieje się tak, ponieważ trafiają one na wysypiska śmieci w wielu częściach świata, gdzie rozkładają się na zanieczyszczające mikroplastiki, które przedostają się do powietrza, gleby i wód gruntowych. Duża część trafia również do oceanów.
„Zaletą tej metody jest to, że rozwiązujemy jeden problem, nie tworząc nowego. Przekształcając odpady w surowiec, który może aktywnie redukować emisję gazów cieplarnianych, integrujemy problem środowiskowy z rozwiązaniem kryzysu klimatycznego”.
Margarita Poderyte z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Kopenhadze, główna autorka artykułu naukowego.
Rozwiązanie to jest potencjalnie korzystne w skali globalnej, gdzie odpady z tworzyw sztucznych nie tylko nie trafiają do środowiska naturalnego, ale stają się również czynnikiem aktywnie łagodzącym zmiany klimatyczne. Dzięki nowej technologii chemicznej naukowcy mogą przekształcić odpady z tworzyw sztucznych PET, ignorowane przez recyklerów, w surowiec pierwotny, wykorzystując nowy rodzaj absorbera CO2, który opracowali.
Proces ten przekształca je w nowy materiał, nazwany BAETA, zdolny do pochłaniania CO2 z atmosfery z tak wysoką wydajnością, że można go łatwo porównać do istniejących technologii wychwytywania dwutlenku węgla.
Zrównoważony, elastyczny i skalowalny
BAETA ma strukturę proszkową, którą można granulować, oraz chemicznie ulepszoną powierzchnię, co pozwala jej bardzo skutecznie wiązać i wychwytywać CO2. Po nasyceniu CO2 jest uwalniane w procesie ogrzewania, co pozwala na jego koncentrację, zbieranie i magazynowanie lub przekształcenie w zrównoważony surowiec.
W praktyce naukowcy oczekują, że technologia ta zostanie najpierw zainstalowana w zakładach przemysłowych, gdzie spaliny z kominów będą przepływać przez urządzenia BAETA w celu usunięcia CO2.
Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi dotyka praktycznie wszystkie obszary.
Głównym składnikiem są odpady z tworzyw sztucznych, które w przeciwnym razie miałyby niezrównoważoną żywotność. Synteza zastosowana przez naukowców, w której zachodzi przemiana chemiczna, jest łagodniejsza niż w przypadku innych materiałów wychwytujących CO2, ponieważ może być przeprowadzona w temperaturze pokojowej. Ponadto technologia ta może być łatwiej skalowana.
Jedną z zalet tego materiału jest jego długotrwała skuteczność. Ponadto jest on elastyczny. Działa skutecznie w normalnej temperaturze pokojowej do około 150 stopni Celsjusza, co czyni go bardzo użytecznym. Dzięki tej odporności na wysokie temperatury „materiał może być stosowany w zakładach przemysłowych, gdzie spaliny są zazwyczaj gorące” – twierdzi Jiwoong Lee, współautor badania.
Od laboratorium do innowacji na końcu komina
Dzięki potencjalnie rewolucyjnemu pomysłowi, sprawdzonej metodzie i skutecznemu produktowi końcowemu naukowcy są gotowi do podjęcia kolejnego kroku.
„Widzimy ogromny potencjał tego materiału, nie tylko w laboratorium, ale także w rzeczywistych zakładach przemysłowych zajmujących się wychwytywaniem dwutlenku węgla. Kolejnym dużym krokiem jest zwiększenie produkcji materiału do ton, a my już pracujemy nad pozyskaniem inwestycji i przekształceniem naszego wynalazku w finansowo stabilną firmę”.
Wyzwania techniczne nie martwią naukowców. Twierdzą oni, że decydującym wyzwaniem jest przekonanie decydentów politycznych do dokonania niezbędnych inwestycji. Jeśli im się to uda, wynalazek może ostatecznie doprowadzić do znaczących zmian.
Morze taniego plastiku
W naszych oceanach gromadzą się duże ilości plastiku PET, niszcząc ekosystemy i rozkładając się na mikroplastiki, których skutki są nadal nieznane.
Ten rodzaj plastiku idealnie nadaje się do tej technologii. „Jeśli uda nam się pozyskać łatwo rozkładalny plastik PET, który unosi się na powierzchniach oceanów na całym świecie, będzie to dla nas cenne źródło surowca, ponieważ bardzo dobrze nadaje się on do upcyklingu przy użyciu naszej metody” – twierdzi Margarita Poderyte.
Naukowcy mają nadzieję, że ich wynalazek pomoże zasadniczo zmienić sposób, w jaki postrzegamy problemy klimatyczne i środowiskowe jako odrębne kwestie.
