تبديل زباله‌هاي پلاستيكي به گاز هيدروژن و نانولوله‌هاي كربني
تيمي از پژوهشگران انگلستان و چين و عربستان فرايندي براي تبديل ضايعات پلاستيكي به گاز هيدروژن و نانولوله‌هاي كربني ايجاد كرده‌اند. نتايج و روند كار اين مطالعه در مجله‌ي Nature Catalysis منتشر شده است.
توليد و استفاده مدام از پلاستيك در طول نيم‌قرن اخير اشكال بزرگ زيست‌محيطي براي جهان ايجاد كرده است. درحال‌حاضر، بيشتر ۴٫۹ ميليارد تن زباله‌ي پلاستيكي در سراسر جهان توليد مي‌شود كه براساس پيش‌بيني‌ها، تخمين زده مي‌شود اين مقدار تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۱۲ ميليارد تن برسد. علاوه‌براينكه زباله‌هاي پلاستيكي در محل‌هاي دفن زباله انباشته مي‌شوند، مقادير زيادي از آن‌ها نيز به محيط‌زيست راه پيدا مي‌كنند كه وضعيت آب‌و‌هوايي و ساير عوامل محيطي آن‌ها را مي‌شكنند و ريزپلاستيك‌ها يا آلودگي‌هاي ميكروپلاستيكي حاصل در درياچه‌ها و رودخانه‌ها و تمام اقيانوس‌هاي جهان پراكنده مي‌شوند كه مي‌توانند به گياهان و حيات‌وحش آسيب‌هاي جبران‌ناپذيري وارد كنند.
يكي از عوامل مهم ايجاد آلودگي پلاستيكي، فقدان راهي براي بازيافت آن است. در اين مطالعه، پژوهشگران با استفاده از شيوه‌ي ابداعي‌شان توانستند با بازيافت پلاستيك‌هاي مصرفي متداول، آن‌ها را به منبع انرژي و توليدكننده‌ي نانولوله‌ي كربني قابل‌استفاده تبديل كنند.
فرايندي كه در اين مطالعه به‌كار گرفته شد، شامل پودركردن نمونه‌هاي پلاستيكي است كه با استفاده از مايكروويوهايي به‌همراه اكسيدآلومينيوم و اكسيدآهن به‌عنوان كاتاليست مخلوط ريزپلاستيك‌ها و كاتاليست‌ها زير تابش مايكروويو قرار مي‌گيرد و حجم زيادي گاز هيدروژن و مواد كربن‌دار توليد مي‌كند كه عمده‌ي آن‌ها نانولوله‌هاي كربني هستند. مايكروويو اجازه مي‌دهد كاتاليست‌ها بدون گرم‌كردن پلاستيك‌ها گرم شوند؛ درحالي‌كه كاتاليست‌ها پلاستيك‌ها را به‌طور تصادفي گرم مي‌كنند. اين روش از واكنش‌هاي جانبي ناخواسته جلوگيري مي‌كند كه باعث كارايي بيشتر فرايند مي‌شود.
پژوهشگران اين مطالعه گزارش كردند كه اين فرايند تبديل فقط ۳۰ تا ۹۰ ثانيه زمان مي‌برد و به بازيابي ۹۷ درصد هيدروژن موجود در پلاستيك منجر مي‌شود. علاوه‌بر‌اين، نانولوله‌هاي كربني توليد‌شده در اين روش از كيفيت كافي براي استفاده در متخصصدهاي ديگر برخوردار هستند. آن‌ها به اين نكته نيز اشاره كردند كه درحال‌حاضر، برنامه‌هاي متخصصدي گسترده ديگري نيز وجود دارند كه در آن‌ها از مايكروويو در مقياس تجاري استفاده مي‌شود و اين احتمال وجود دارد كه چنين روش بازيافتي براي بازيافت پلاستيك در مقياس وسيع امكان‌پذير باشد.
همچنين، آن‌ها اذعان كردند كه هنوز روش خود را براي بازيافت پلاستيك در مقياس‌هاي بزرگ‌تر آزمايش نكرده‌اند. در اين مطالعه، از پلاستيك‌هاي تميز استفاده شده است؛ اما در حالت واقعي بايد پلاستيك‌هاي آلوده به ساير تركيبات كه در زباله‌هاي پلاستيك هستند، در فرايند بازيافت به‌كار برده شوند. اگر كاتاليست مستقيما با پلاستيك كثيف مخلوط شود، عملكرد آن بسيار متفاوت خواهد بود و روند كار مي‌تواند دشوار باشد.
اشكالاتي درباره‌ي افزايش پردازش مايكروويو در مقياس‌هاي بزرگ وجود دارد. تيانكون شيائو، يكي از نويسندگان اصلي مقاله از دانشگاه آكسفورد مي‌گويد:
از فرايندهاي مايكروويو صنعتي در مقياس بزرگ پيش‌تر در معادن و صنايع غذايي و صنايع پتروشيمي استفاده شده است؛ بنابراين، اين امر ممكن است مانع بزرگي نباشد. تيم ما مشغول كار روي مقياس‌گذاري اين روش براي استفاده‌هاي صنعتي است.
اين نوع جديد از كاتاليز مي‌تواند به‌عنوان راهي براي خارج‌شدن از بحران آلودگي پلاستيكي فعلي و مسيري به‌سمت اقتصاد مبتني‌بر استفاده از هيدروژن به‌عنوان سوخت پاك، به‌ويژه براي كشورهاي در‌حال‌توسعه به‌كار گرفته شود. در‌صورت كنترل‌نشدن آلودگي پلاستيكي، فاجعه‌اي در آينده جهان رخ مي‌دهد كه تنها با اين گونه پژوهش‌ها مي‌توان از بروز آن جلوگيري و بحران آلودگي پلاستيكي را مديريت كرد.
هم انديشي ها