Из пластиковых пакетов научились делать бензин
Химики из Окриджской национальной лаборатории США нашли способ превратить горы пластикового мусора в ценный ресурс. Они разработали метод, который позволяет перерабатывать обычные полиэтиленовые пакеты в качественное топливо — бензин и дизель. Технология оказалась не только эффективной, но и удивительно простой: для реакции нужны лишь доступные соли и температура обычной духовки. Исследование опубликовали в журнале Journal of the American Chemical Society.
Главная инновация ученых — использование расплавленных солей, содержащих хлорид алюминия. В этой среде полиэтилен ведет себя необычно: соли работают одновременно и как растворитель, и как катализатор.
Раньше, чтобы разрушить прочные молекулярные связи пластика (процесс пиролиза), требовался нагрев до 500 °C. Новый метод запускает реакцию уже при 200 °C. Это значительно экономит энергию и делает производство дешевле. При этом выход бензина в ходе экспериментов составил 60 %.
Как пластик становится топливом
Чтобы понять, что происходит внутри реактора на атомном уровне, исследователи использовали рентгеновское излучение и нейтронное рассеяние. Выяснилось следующее:
заряженные атомы алюминия создают «кислые центры», которые, как химические ножницы, разрезают длинные полимерные цепи пластика; из простых и коротких цепочек получается аналог бензина, а из более сложных и длинных — дизельное топливо; процессу не нужны дорогие катализаторы из благородных металлов или внешний водород, что выгодно отличает его от старых технологий.
Экология и выгода
Проблема переработки полиэтилена стоит очень остро: это один из самых распространенных видов пластика в бытовых отходах. Лици Цю, одна из авторов работы, подчеркивает, что сырье для такого бензина буквально валяется под ногами в огромных количествах, а сама система на основе солей алюминия очень дешевая.
«Мы превратили отходы в топливо с добавленной стоимостью, используя обычные неорганические соли. Это открывает новые возможности для промышленности и энергетической безопасности», — отмечают исследователи.
Сейчас команда работает над тем, чтобы сделать систему более стабильной — используемые соли активно впитывают влагу из воздуха, что может мешать реакции. В будущем ученые планируют найти способ «запереть» катализатор в специальной оболочке, чтобы технологию можно было масштабировать и применять на заводах по всему миру.
Шанхайский стартап запустил производство нефти из воздуха и воды
В Китае превратили солнечный свет и CO2 в настоящий бензин
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX