Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) descubrieron un enfoque prometedor para facilitar la conversión de desechos plásticos a base de petróleo en productos químicos que pueden usarse para producir nuevos materiales y combustibles.
Su método, que podría hacer posible el “reciclaje” de los plásticos en productos más valiosos, se centra en aumentar la eficiencia de la conversión química deseada.
En detalle, el grupo PNNL está desarrollando nuevos catalizadores que aceleran las reacciones químicas mientras usa una cantidad menor de metales preciosos que otros catalizadores. Como beneficio adicional, su método también genera menos gases de efecto invernadero como subproductos.
En sus experimentos, los científicos determinaron cómo romper eficientemente los enlaces químicos dentro de los plásticos y facilitar una reacción que permite agregar hidrógeno, lo que da como resultado un hidrocarburo que puede usarse como combustible.
Si bien la idea de explotar esta reacción no es nuevo, las altas temperaturas y los costosos catalizadores necesarios para producir combustibles de esta manera han hecho que su costo sea prohibitivo para su uso práctico.
Por lo tanto, el primer objetivo del nuevo estudio fue reducir la cantidad de rutenio en el catalizador que se está probando.
Más con menos
Al examinar el proceso a nivel molecular, los investigadores observaron un cambio en la estructura del catalizador de partículas tridimensionales ordenadas a partículas que estaban menos organizadas. Y con ese desorden, el catalizador se vuelve mejor para facilitar la reacción deseada.
Estas observaciones ayudaron al equipo a comprender el potencial para diseñar y desarrollar catalizadores más efectivos que les permitan hacer más con menos.
Más específicamente, sus resultados muestran que al reducir la cantidad de rutenio, es posible permitir conversiones químicas de un tipo específico de plástico llamado polipropileno que fueron siete veces más eficientes que lo informado previamente en la literatura científica.
Según el grupo, el polipropileno y otro tipo de plástico, el polietileno, constituyen más del 50% de los plásticos producidos, y este enfoque podría funcionar para el reciclaje de ambos.
Señalaron que la reacción que ocurre cuando se agrega hidrógeno a los plásticos a menudo genera grandes cantidades de metano, un gas de efecto invernadero. Pero al diseñar catalizadores que rompen enlaces químicos en ciertas posiciones, los científicos podrían cambiar la reacción lo suficiente como para reducir significativamente el metano producido como subproducto del reciclaje de plásticos.
Mirando hacia el futuro, los investigadores buscan avanzar up-cycling industrial aprendiendo más sobre cómo su sistema se vería afectado por las condiciones del mundo real, incluidas las diferentes composiciones químicas de los materiales que se encuentran en las corrientes mixtas de reciclaje de plástico.
