Yeni Patentli Teknoloji Sayesinde Plastik Atıklar Doğal Gaza Dönüştürülüyor
Plastik atıklar artık rutenyum bazlı bir katalizör kullanılarak verimli bir şekilde metana dönüştürülebilir. Patenli teknoloji, yakıt veya kimyasal besleme stoku olarak kullanılmak üzere metan üretirken, hidrolik kırılmadan daha çevre dostu bir şekilde gezegenin git gide artan plastik atık sorununu hafifletmeye yardımcı olabilir.
Plastik atıklardan kimyasalların ve yakıtın geri kazanılması yeni bir şey değil. Piroliz ve gazlaştırma gibi yüksek sıcaklıklar ve katalitik prosesler kullanarak plastikleri parçalayan işlemler yararlı malzemeleri geri kazanabilir. Bununla birlikte, bu yaklaşımlar atık dahil olmak üzere çeşitli ürünler oluşturur ve ek işlem ve saflaştırma gerektirir.
Jet yakıtı ve dizel yapmak için yağın rafine edilmesinde sıklıkla kullanılan ve hidrokraking adı verilen başka bir işlem de plastiği geri dönüştürebilir. Bu, bir besleme stokunu hidrojen ve katalizörle çok daha düşük sıcaklıklarda reaksiyona sokar ve daha az atık oluşturur. Buna rağmen, bu yaklaşımı plastikle kullanmak termal yöntemlerden daha iyi performans gösterebilen verimli ve seçici katalizörlerin eksikliği nedeniyle engellenmiştir.
Şimdi, Paul Dyson ve Lozan’daki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’ndeki (EPFL) meslektaşları, rutenyum ile modifiye edilmiş zeolit katalizör ile hidrokraking’in polietilen, polipropileb ve polistireni verimli ve seçici bir şekilde doğal gaz şebekelerine beslenebilecek metana dönüştürdüğünü gösterdi. Ekip, o zamandan beri teknolojiyi büyütmek için Plastogaz adında bir EPFL yan şirketi kurdu.
Şu anda Plastogaz’ın genel müdürü olan çalışmanın ortak yazarlarından Felix Bobbink, “Çalışmamızla ilgili gerçekten etkileyici olan, başka hiçbir yerde tanımlamadığımız eşi görülmemiş metan seçiciliği” diye belirtiyor. “Araştırmamızın amacı, atık olarak kabul edilen plastiklere, özellikle de kolayca geri dönüştürülemeyen plastiklere değer vermektir.”
Bobbink, ilk fikrin dolaylı karbon dioksit metanasyonu üzerinde çalışırken geldiğini söylüyor. Ekip, bir siklik karbonattaki tüm karbon atomlarının metana dönüştürüldüğünü ve oksijenlerin hidrojenle birleşerek su elde ettiğini gözlemledi. Bobbink bu durumu, “Karbonatlar plastikte (polikarbonatlar) bir motif olduğundan, polikarbonatlar ve polyesterlerle ve daha sonra poliolefinlerle çalışmaya karar verdik” diye açıklıyor.
Fotoğraf: Plastik atığın bir rutenyum katalizörü tarafından metana katalitik olarak ayrıştırılması için önerilen reaksiyon mekanizması
Etkili bir katalizör arayışında olan araştırmacılar, hidrokraking işlemlerindeki bilinen verimliliği sebebiyle rutenyuma baktılar. İlk olarak, zeolit yataklara değişen miktarlarda rutenyum nanopartikülleri yükleyerek birkaç katalizör yaptılar. Bunlar daha sonra, RuZ olarak adlandırılan maliyet açısından en iyi katalizöre ulaşmak için sıvı alkan hidrokarbon olan n-dodekanı hidrokarking yöntemiyle test edildi.
RuZ ile yapılan diğer geri dönüşüm deneyleri, polietilen, polipropilen ve polistirenin 4 saat sonunda sırasıyla %97, %95 ve %92 verimle metana dönüştürüldüklerini ortaya koydu. Plastikler karışık plastik atıklar olacak şeklinde birlikte dönüştürüldüğünde metan oluşum verimi %99’a ulaştı.
Oxford Üniversitesi’nde heterojen katalizi üzerine araştırma yapan Xiangyu Jie, “Çalışma, metan üretimi için çok yüksek bir seçiciliğe sahip poliolefinlerin kimyasal geri kazanımını gösteriyor ve poliolefin ayrışmasının karmaşık süreçlerinden yan ürünleri sınırlamak için etkili bir yol sağlıyor.” diyor. “Ancak, düşük değerli metan üretmek için büyük miktarlarda hidrojen ve pahalı bir rutenyum katalizörü kullanan bir işlemle, geri kazanım ve ayırma maliyetlerini telafi etmek zor olabilir.”
Bobbink, “sürecin ekonomik olarak uygulanabilir olup olmadığına basit bir evet / hayır cevabı yoktur” diye açıklıyor. “Şu anda, ısı, hammadde lojistiği, mevsimsel değişimler ve daha fazlasıyla ilişkili maliyeti azaltmak için sürecin mevcut endüstriyel sistemlerle birleştirildiği entegre bir süreç üzerinde çalışıyoruz.”
Kaynakça: chemistryworld.com
