Wetenschap
Een onderzoeksteam ontwikkelt een methode om meer plastic te recyclen
Ondanks de inspanningen van consumenten om recyclebare materialen te sorteren en te scheiden, belanden de meeste plastic flessen nog steeds op de vuilstort. Standaard recyclingmethoden voor het sorteren, versnipperen en opnieuw maken van plastic zijn beperkt tot alleen type 1- en type 2-plastic, in principe alleen frisdrankflessen, waterflessen en melkkannen.
De mondiale plasticproductie is gestegen van 2 miljoen ton in 1950 naar 360 miljoen ton in 2018, en ongeveer 50% van dat plastic wordt na eenmalig gebruik afval. Er wordt voorspeld dat tegen 2050 12 miljard ton plastic afval in het milieu en op stortplaatsen zal belanden.
Om de recyclingpercentages te verbeteren, werkt Kevin Schug, de Shimadzu Distinguished Professor of Analytical Chemistry aan de Universiteit van Texas in Arlington, aan nieuwe manieren om gemengde kunststoffen te scheiden en te recyclen. Hij en een team van afgestudeerde en niet-gegradueerde onderzoekers bij UTA hebben samengewerkt aan een onderzoek gepubliceerd in Journal of Chromatography A .
"Een prominent middel voor chemische recycling wordt pyrolyse genoemd", zei Schug. “Tijdens de pyrolyse worden kunststoffen verwarmd in een zuurstofvrije omgeving totdat ze uiteenvallen in pyrolyse-oliën. Deze oliën hebben grotendeels dezelfde eigenschappen als ruwe olie, op enkele uitzonderingen na. Belangrijk is dat ze verder kunnen worden geraffineerd tot brandstoffen, en nog beter. , omgezet in chemische grondstoffen om nieuwe kunststoffen te maken."
In tegenstelling tot traditionele plasticrecycling, waarbij sortering en versnippering nodig zijn voordat het materiaal kan worden gerecycled, beperkt pyrolyse zich niet tot specifieke plasticsoorten. Er is plaats voor ze allemaal.
Bij de pyrolyse van gemengd plastic afval ontstaan echter wel enkele complexe mengsels die fabrikanten nauwlettend moeten onderzoeken. Verontreinigingen zoals zwavel en stikstof kunnen chemische verbindingen creëren die de verwerkingsstrategieën verderop in de keten kunnen schaden.
"Pyrolyse is een behoorlijk groot probleem geworden. Veel bedrijven voeren grote chemische recyclingactiviteiten op", aldus Schug. "Toch vereist de karakterisering van de pyrolyse-oliën de ontwikkeling van nieuwe analytische methoden, zoals degene die we beschrijven in ons nieuwe peer-reviewed onderzoek."
Met de steun van Jean-Francois Borny van Lummus Technologies LLC, een in Houston gevestigd chemisch bedrijf, creëerden Schug en zijn collega's bij UTA – afgestudeerde studenten Alexander Kaplitz en Niray Bhakta, en niet-gegradueerde onderzoekers Shane Marshall en Sadid Morshed – een nieuwe superkritische vloeistofchromatografie methode die de pyrolyse-oliën kan scheiden. De onderzoekers ontdekten dat ze een duidelijk onderscheid konden maken tussen oliën gemaakt van polyethyleen en polypropyleen grondstoffen.
"Dit is nog maar het begin, maar we zijn erg enthousiast over het potentieel van deze techniek om oliën te onderscheiden die zijn geproduceerd uit veel verschillende kunststoffen en mengsels", aldus Schug. "Het vinden van een manier om deze kunststoffen beter te recyclen zal ons helpen onze afhankelijkheid van nieuwe fossiele brandstoffen te verminderen en hopelijk ons steentje bij te dragen aan het stoppen van de bijdrage aan de klimaatverandering."