Химики нашли способ превращать распространенный вид пластиковых отходов в химические соединения, похожие на компоненты бензина и дизельного топлива. Для этого они использовали смесь расплавленных солей, которая работает одновременно как среда для реакции и катализатор.
Полиэтилен — один из самых распространенных пластиков. Из него делают пакеты, разделочные доски и множество других повседневных изделий. После использования такой материал сложно перерабатывать в исходный продукт, поэтому ученые ищут способы превратить его во что-то более ценное.
В лабораторных экспериментах новый метод позволил переработать полиэтилен при температуре ниже 200 градусов Цельсия. Это значительно меньше, чем при традиционном пиролизе, для которого обычно требуется нагрев до 450–500 градусов. Выход соединений, похожих на бензин, составил около 60%.
В основе технологии лежат расплавленные соли, содержащие хлорид алюминия. При нагреве они переходят в жидкое состояние. В этой форме алюминиевые центры становятся достаточно кислотными, чтобы разрушать длинные цепочки полиэтилена и превращать их в более короткие углеводородные молекулы.
Процессу не нужны дорогие катализаторы на основе благородных металлов, органические растворители или внешняя подача водорода. Исследователи также отмечают, что реакция запускается без дополнительного каталитического инициатора.
Ученые изучили и сам механизм превращения пластика. Для этого они использовали дейтерий — тяжелую форму водорода, — а также нейтронное рассеяние, рентгеновские методы, ядерный магнитный резонанс, масс-спектрометрию и компьютерное моделирование.
Эксперименты показали, что разные виды полиэтилена могут давать разные продукты. Более простые полимерные цепи преимущественно превращались в соединения, похожие на бензин, а более сложные — в компоненты, близкие к дизельному топливу.
Однако до промышленного применения технологии еще далеко. Главная проблема связана с водой: алюминийсодержащая расплавленная соль легко ее поглощает, из-за чего система становится менее стабильной. Теперь ученые хотят найти способы лучше защищать и удерживать расплавленные соли, в том числе с помощью галогенов или углеродных материалов.
Пока метод испытали только в лаборатории. Если ученым удастся решить проблему стабильности и масштабировать процесс, полиэтиленовые отходы смогут стать сырьем для производства полезных химических соединений и топлива.
Читайте также:
BMW готовит водородный iX5 к серийному выпуску
В России запустили массовое производство одноместных электрических eVTOL