Het grootste deel van de 150 miljoen ton plastic die jaarlijks over de hele wereld wordt geproduceerd, belandt op stortplaatsen, de oceanen en elders. Minder dan 9 procent van het plastic wordt gerecycled in de Verenigde Staten, oplopend tot ongeveer 30 procent in Europa.

Dat is een probleem van $ 176 miljard, de potentiële energiebesparingen die volgens wetenschappers kunnen worden bereikt door al het wereldwijde vaste plastic afval te recyclen. Maar nieuwe benaderingen kunnen de hoeveelheid plastic afval die met succes kan worden gerecycled, vergroten. onderzoekers van de Universiteit van Houston en IBM rapporteren in een perspectief dat deze week is gepubliceerd in Wetenschap .

Dat betekent het ontwikkelen van nieuwe kunststoffen die gemakkelijker te recyclen zijn, samen met het vinden van manieren om bestaande kunststoffen efficiënter te recyclen. Deze benaderingen kunnen variëren van methoden om verschillende soorten kunststoffen samen in één afvalstroom te recyclen, het vermijden van een kostbaar en tijdrovend sorteerproces, evenals methoden om kunststoffen op een meer energie-efficiënte manier af te breken.

"Recent onderzoek wijst de weg naar chemische recyclingmethoden met een lagere energiebehoefte, compatibiliteit van gemengd plastic afval om de noodzaak tot sorteren te vermijden, en het uitbreiden van recyclingtechnologieën naar traditioneel niet-recyclebare polymeren, " schreven de auteurs van het artikel, Megan L. Robertson, universitair hoofddocent chemische en biomoleculaire engineering aan de UH, en Jeannette M. Garcia, een polymeerchemicus bij het IBM Almaden Research Center.

Het verbeteren van methoden om bestaande plastic materialen te recyclen is een topprioriteit. "Nieuwe materialen komen langzaam op de markt, en dus is de grootste impact de ontwikkeling van efficiëntere methoden voor het recyclen van de kunststoffen die tegenwoordig in grote hoeveelheden worden geproduceerd, "zei Robertson. "Aan de andere kant, onderzoeksvooruitgang kan de weg vrijmaken voor gemakkelijker recyclebare materialen voor de toekomst." Een voorbeeld is de categorie polymeren die bekend staat als thermoharders, die niet kan worden omgesmolten voor hergebruik, het voorkomen van hun recycling met traditionele methoden. Robertson's lab ontwikkelt biorenewable componenten voor thermoharders, het vervangen van op koolwaterstof gebaseerde polymeren door die gemaakt van plantaardige oliën of andere plantaardige materialen. Dat zou kunnen leiden tot nieuwe end-of-life opties zoals compostering of chemische recycling van deze materialen, een enorme sprong voorwaarts.

Het perspectief maakt deel uit van een serie gepubliceerd door Wetenschap om problemen te onderzoeken die verband houden met de milieu-impact van polymeren, inclusief hun bron (aardolie versus biobronnen), vooruitgang in recycling en biologisch afbreekbare polymeren.

Robertson en Garcia merken drie belangrijke punten op:

• Kunststoffen moeten worden gesorteerd voor recycling, wat extra moeite en kosten met zich meebrengt. Kunststoffen, of polymeren, bestaan ​​uit grote moleculen, dus de meeste mengen niet bij verhitting, vergelijkbaar met de interactie tussen olie en water. Onderzoek is gericht op het vinden van stoffen die het mengen van verschillende soorten kunststoffen kunnen vergemakkelijken, bekend als compatibilisatoren, zodat ze samen kunnen worden gerecycled. Het zou ideaal zijn om een ​​compatibilisator te vinden die voor alle polymeren werkt. maar Robertson zei dat de huidige technologie een op maat gemaakte aanpak vereist voor elk plastic mengsel.
• Chemische recycling omvat het gebruik van een katalysator om kunststoffen af ​​te breken om producten met een lager molecuulgewicht te produceren, een proces dat volgens de onderzoekers wordt belemmerd door hoge energiekosten. Er wordt gewerkt aan de ontwikkeling van efficiëntere katalysatoren.
• De meeste kunststoffen die momenteel worden gerecycled, zijn gemaakt van polyethyleentereftalaat (PET), wat het onderdeel is dat in de meeste waterflessen wordt gebruikt, en polyethyleen, het meest geproduceerde plastic. Het uitbreiden van recyclingtechnologieën naar andere kunststoffen dan PET en polyethyleen is een continu gebied van r

zoeken. Nog uitdagender is het ontwikkelen van methoden voor het recyclen van polymeren die niet kunnen worden verwerkt door smelten bij verhoogde temperaturen, zoals thermoharders en elastomeren (rubbermaterialen).

Met elke mogelijke oplossing, de onderzoekers zeggen dat het van cruciaal belang is dat de prestaties van een materiaal niet worden beïnvloed om het gemakkelijker te kunnen recyclen. Kunststoffen onderwerpen aan vele gebruiks- en recyclingcycli zonder prestatieverlies is een open uitdaging voor onderzoekers.

"Het verbeteren van de recycling van kunststoffen tot boven het huidige niveau heeft veel potentiële maatschappelijke voordelen, zoals het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, het vermijden van afvalophoping in het milieu, het verminderen van de afhankelijkheid van eindige aardoliebronnen voor de productie ervan, en het terugwinnen van de economische waarde van vast plastic afval, ’ schreven de onderzoekers.

Dat is begonnen, ze zeggen, wijzend op startende bedrijven die chemische recyclingmethoden voor polystyreenafval hebben opgeschaald of sorteerprocessen hebben ontwikkeld om materialen te scheiden in zuivere grondstoffen.

Dat en ander onderzoek, Zij schreven, "wees hoop dat het binnenkort, recyclingpercentages voor kunststoffen zullen veel hoger zijn dan nu."