Plastik Atıklar Greslere Dönüştürülüyor
Fotoğraf: Perovskite nanotüpler üzerinde dağılmış platin nanoparçacıklarının elektron mikroskobu görüntüsü. (Kaynak: Northwestern Üniversitesi/Argonne Ulusal Laboratuvarı/Ames Laboratory)
Tek kullanımlık plastikler düşündüğümüzden daha değerli olabilir.
Araştırmacılar görünürde düşük değeri olan plastiklerin motor yağlarına, yağlayıcılara, deterjanlar ve hatta kozmetikler gibi yüksek kaliteye sahip sıvı ürünlere dönüştürülmesi için yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem ucuz ve düşük kaliteli plastiklerle mevcut geri dönüşüm yöntemlerini de geliştirmektedir.
Katalitik yöntem, çevredeki plastik kirliliğini gidererek ekonomiye katkıda bulunur.
Çalışmayı Northwestern Üniversitesi, Argonne Ulusal Laboratuvarı ve The Ames Laboratory’nin oluşturduğu bir ekip yönetti.
Araştırmaya katkıda bulunan Nortwestern’den Kenneth R. Poeppelmeier “Ekibimiz plastik atık biriktirme konusundaki montaj sorununu çözmemize yardımcı olacak bu yeni teknolojiyi keşfetmemizden memnun. Gelecekte de plastik malzemelerden yararlanmamıza büyük katkısı olacak bulgularımızın geniş etkileri var. Ancak bu, sürdürülebilir olmalı ve insan sağlığına daha az zarar verecek şekilde yapılmalı” dedi.
Poeppelmeier, Charles E. and Emma H. Morrison Professor of Chemistry at Northwestern’s Weinberg College of Arts and Sciences’in üyesi, Northwestern’s Center for Catalysis and Surface Science’nin müdürü ve The Program on Plastics, Ecosystems, and Public Health (PEPH) üyesidir. Aynı zamanda Ames Laboratory’de Division of Chemical and Biological Sciences’te çalışan Aaron D. Shadow ve Argonne Ulusal Laboratuvarı’nın grup lideri Massiiliano Delferro ile birlikte çalışmıştır.
Fotoğraf: Platin nanoparçacık/perovskite nanoküp katalizörü plastikleri motor yağı gibi daha yüksek değere sahip ürünlere dönüştürür. (Kaynak: Argonne Ulusal Laboratuvarı)
Plastik Sorunu
Her yıl dünya çapında 380 milyon ton plastik üretiliyor. Plastik pazarının giderek büyümesi sebebiyle araştırmacılar 2050 yılına kadar üretimin dört katına çıkacağını tahmin ediyor. Bu plastik malzemelerin %75’inden fazlası bir kez kullanıldıktan sonra atılıyor. Birçoğu okyanuslarımıza, sularımıza ve doğaya karışarak toksinlerin yayılmasına neden oluyor.
Sadow “Bazı durumlarda plastik kullanımının azaltılabilmesi için toplum olarak yapabileceğimiz şeyler var. Fakat plastiklerin dönüştürülmesinin zor olduğu durumlar elbette olmaya devam edecektir, bu nedenle de atıklardaki değeri keşfedebilmek için neler yapabileceğimizi görmek istiyoruz” dedi.
Plastikler eritilip yeniden işlenilse bile bu geri dönüşüm yöntemi yapısal olarak orjinali kadar güçlü olmayan düşük değerli malzemeler üretir. Plastikler çok güçlü karbon-karbon bağlarına sahip olduğu için doğaya veya çöplüklere bırakıldıklarında kolay kolay bozulmazlar. Bunun yerine mikroplastik adı verilen daha küçük plastiklere dönüşürler. Bazı insanlar bu güçlü bağları bir problem olarak görse de Northwestern Üniversitesi, Argonne Ulusal Laboratuvarı ve The Ames Laboratory ekibi bunu fırsata dönüştürdü.
Delferro “Polietilen moleküllerini katalitik olarak katma değerli ticari ürünlere dönüştürerek bu bağları bir arada tutan yüksek enerjiye çare aradık” dedi.
Katalitik Çözüm
Katalizör yaklaşık olarak 50-60 nm büyüklüğündeki bir perovskite nanoküp üzerinde birikmiş olan platin nanoparçacıklarından oluşur. Ekibin perovskiteyi tercih etmesinin sebebi yüksek sıcaklık ve basınç altında kararlı olması ve enerji dönüşümü için son derece iyi bir malzeme olmasıdır.
Ekip nanoparçacıkları nanoküplerin üzerinde biriktirebilmek için nanoparçacıkların kontrolünü hassas bir şekilde sağlayan ve Argonne’de geliştirilen bir teknik olan atomik katman biriktirme yöntemini kullandı.
Bu katalizör yüksek kaliteye sahip sıvı hidrokarbonlar üretebilmek amacıyla orta basınç ve sıcaklık altında plastiğin karbon-karbon bağlarını parçaladı. Bu sıvılar motor yağı, yağlayıcılar ve balmumları üzerinde kullanılabilir veya deterjanlar ve kozmetikler için katkı maddeleri üretmek amacıyla kullanılabilir.
Katalitik yöntem sayesinde çok daha az atık üretildi. Plastiğin eritildiği veya geleneksel katalizörlerin kullanıldığı geri dönüşüm yöntemleri sonucunda sera gazları toksik yan ürünler üretilir.
Kaynak: phys.org
