6 Minute
De la poluarea cu plastic la captarea carbonului
Chimiști de la Universitatea din Copenhaga au dezvoltat un proces chimic de upcycling care transformă PET-ul aruncat (polietilen tereftalat) — polimerul folosit în sticle, textile și ambalaje — într-un nou sorbent pentru CO2 numit BAETA. Abordarea revalorifică PET de calitate inferioară sau degradat, dificil de reciclat, și îl transformă într-un material pulbere cu o suprafață proiectată pentru a lega chimic dioxidul de carbon. Rezultatul abordează două crize de mediu interconectate: poluarea persistentă cu plastic și creșterea concentrației de CO2 atmosferic, oferind o soluție de captare CO2 prin upcycling PET.
Echipa Universității din Copenhaga raportează că materialul BAETA capturează CO2 cu o eficiență comparabilă cu materiale consacrate de captare a carbonului, folosind în același timp condiții chimice mai blânde și un proces compatibil cu scalarea. În loc să permită PET-ului să se fragmenteze în microplastice în soluri și oceane, această metodă transformă astfel de deșeuri în materie primă pentru tehnologii industriale de gestionare a carbonului.
Chimie și mecanism: cum devine PET un sorbent pentru CO2
La nivel chimic, PET-ul este bogat în carbon ca pondere și păstrează caracteristici structurale care pot fi reconfigurate în sorbenți funcționali. Cercetătorii degradează polimerul PET în unități mai mici și funcționalizează materialul cu etilendiamină, un amine cunoscut pentru afinitatea sa puternică pentru CO2. Grupările amine reacționează cu CO2 pentru a forma carbamați sau specii înrudite, permițând o captare chimică în loc de simplă adsorbție fizică. Materialul BAETA este, prin urmare, un sorbent chimic activ: leagă eficient CO2 și, important, îl eliberează la încălzire astfel încât sorbentul să poată fi regenerat.
Sinteza se desfășoară, conform raportului, în condiții relativ blânde, inclusiv temperaturi ambiante în pașii cheie de transformare, ceea ce reduce aportul de energie comparativ cu unele procese intensive în solvenți sau la temperaturi înalte. Produsul final este o pulbere care poate fi pelletizată și proiectată în unități modulare pentru tratarea gazelor de evacuare industriale sau alte aplicații de captare, facilitând integrarea industrială a soluțiilor de captare carbon.
Performanță, durabilitate și integrare industrială
Cercetătorii universitari raportează că BAETA își păstrează capacitatea de captare pe parcursul multor cicluri și tolerează un interval larg de temperaturi — eficient de la aproape temperatura camerei până la aproximativ 150°C. Această toleranță termică îl face potrivit pentru implementare la capătul conductelor industriale și al fluxurilor de evacuare, unde gazele de ardere sunt încă calde.
Când BAETA devine saturat cu CO2, desorbția termică — un pas controlat de încălzire — eliberează CO2 concentrat pentru captare și stocare sau pentru conversie în produse cu valoare adăugată prin procese Power-to-X. Echipa își imaginează o adoptare timpurie în unități on-site de captare a carbonului care direcționează evacuările prin module umplute cu BAETA pentru a îndepărta CO2 înainte ca emisiile să ajungă în atmosferă.
Scalabilitate și perspectivă economică
Procesul vizează deșeurile PET care nu sunt rentabile pentru reciclare — plastic decolorat, contaminat sau foarte degradat care acum se acumulează în depozite și oceane. Prin utilizarea acestor materii prime de valoare redusă, tehnologia ar putea crea un stimulent economic pentru colectarea plasticului poluat. Cercetătorii urmăresc extinderea producției pentru a fabrica BAETA în loturi de ordinul tonelor și caută investiții pentru a trece de la demonstrațiile de laborator la instalații-pilot comerciale. Deoarece transformarea poate avea loc în condiții blânde, calea spre scalarea industrială este din punct de vedere tehnic mai simplă comparativ cu fabricarea sorbenților intens energetic.
Implicații de mediu și compatibilitate cu reciclarea
Metoda este concepută pentru a completa, nu pentru a înlocui, reciclarea convențională. Producția de BAETA prioritizează fluxuri de PET nepotrivite pentru reciclarea mecanică, evitând competiția cu fluxurile de înaltă calitate pentru materiale alimentare sau plastice reutilizabile. Conversia PET-ului provenit din oceane și a celui degradat într-un material care elimină CO2 ar putea reduce atât povara microplasticelor în mediul marin, cât și contribui la atenuarea climatică.
Echipa subliniază, de asemenea, beneficiul dual: curățarea poluării cu plastic din medii naturale și oferirea unei căi pentru captarea și concentratea CO2 pentru stocare sau utilizare. Dacă este adoptată pe scară largă, această abordare ar putea modifica economia curățării plasticului prin atribuirea unei valori climatice directe deșeurilor recuperate.
Expert Insight Dr. Anika Sharma, inginer chimist și specialist în captarea carbonului, comentează: "Transformarea PET-ului de valoare scăzută într-un sorbent chimic activ este un exemplu ingenios de inginerie chimică circulară. Măsurile cheie de urmărit pe măsură ce tehnologia se scalează vor fi energia necesară pentru regenerare, durata de viață a sorbentului în condiții reale de gaze de evacuare și costul colectării materiilor prime. Dacă acestea se aliniază, BAETA ar putea conecta eficient piețele de gestionare a deșeurilor și cele de captare a carbonului."
Pași următori și priorități de cercetare
Autorii subliniază că munca tehnică imediată este extinderea producției, validarea ciclării pe termen lung în compoziții de gaze industriale (inclusiv umiditate și contaminanți comuni) și integrarea modulelor BAETA cu sistemele de evacuare existente. Deciziile de politică și investiții vor fi decisive: adoptarea necesită capital pentru instalații pilot și cadre de reglementare care recunosc eliminarea carbonului realizată cu materiale upcycled.
Concluzie
Conversia deșeurilor problematice de PET în BAETA demonstrează o cale promițătoare de a aborda simultan poluarea cu plastic și îndepărtarea CO2. Chimia — degradarea lanțurilor polimerice și funcționalizarea materialului cu grupări amine — produce un sorbent regenerabil care tolerează temperaturi ridicate ale gazelor de evacuare și poate fi fabricat în condiții blânde. Dacă este scalată și implementată la surse industriale, tehnologia ar putea oferi atât curățare ambientală a plasticului degradat, cât și o cale eficientă, posibil cu cost redus, pentru captarea și utilizarea CO2, creând un model concret de economie circulară pentru două provocări globale presante.
Sursa: sciencedaily
Lasă un Comentariu