Од пластичних флаша и кеса до чисте енергије – откривен нови начин производње водоника

Нова студија описује метод којим се три најчешће коришћене врсте пластике могу претворити у водоник, гориво које има потенцијал да постане чист и обилан извор енергије будућности.

Оно што је још значајније јесте да овај поступак не захтева претходно разврставање пластике – скуп и дуготрајан корак у процесу рециклаже, који је један од главних разлога што се данас рециклира само око девет одсто пластичног отпада.

„Истовремено решавамо два хитна глобална проблема. Пластични отпад се гомила алармантном брзином, а чист водоник је неопходан за декарбонизацију енергетског сектора. Ова технологија на креативан и лако применљив начин решава оба изазова“, каже Ах-Хјунг Парк, хемијски и биомолекуларни инжењер са Универзитета у Лос Анђелесу, који је предводио истраживање заједно са научницима из Јужне Кореје.

Процес се назива алкални термички третман (ATT) и претходно су га неки од истих истраживача развили за претварање морских алги у водоник високе чистоће.

У поступку се користе натријум-хидроксид и топлота како би се подстакла производња водоника.

Када је примењен на мешавину пластичног отпада која је садржала полиетилен-терафталат (PET), полиетилен (PE) и полипропилен (PP), ATT је произвео водоник чистоће веће од 90 одсто, без потребе за претходним разврставањем пластике.

У поређењу са постојећим методама производње водоника, овај поступак има две кључне предности. Ради на температурама које су за око 300 до 400 степени Целзијуса ниже од алтернативних метода, а истовремено задржава већину (75 одсто) угљеничних нуспроизвода у чврстом облику, уместо да се они испуштају у атмосферу као угљен-диоксид.

„Значајно смањење директних емисија угљен-диоксида указује на то да производња водоника заснована на ATT поступку може бити еколошки прихватљивија од конвенционалних процеса“, наводе истраживачи у раду.

Да би повећали принос водоника, научници су претходно обрадили полиетилен и полипропилен загревањем и оксидацијом. Тим поступком су у полимерне ланце пластике унели кисеоник, чиме су материјали постали реактивнији.

Недостатак кисеоника у полиетилену и полипропилену иначе их чини отпорним на хемијску обраду, што је један од разлога због којих постојеће технологије тешко прерађују мешовити, неразврстани пластични отпад.

„Комбинацијом рада на нижим температурама, могућности хватања угљеника и обраде мешовите пластике, ATT представља практичан пут за претварање пластичног отпада у чисто водонично гориво“, истичу аутори студије.

Иако је реч о веома обећавајућем приступу, пре комерцијалне примене потребно је решити још низ изазова.

Највећи задатак је повећање обима процеса како би се примењивао ван лабораторије, јер су у овом истраживању коришћени веома мали узорци.

Истраживачи наводе да је неопходно додатно унапредити ATT процес како би се повећала производња водоника, смањиле емисије угљеника и задржале релативно ниске радне температуре.

Пластика коришћена у истраживању обухвата материјале од којих се праве сламчице, кесе, амбалажа и флаше за пиће – производе који се масовно користе, добијају од сирове нафте и представљају једне од главних узрочника глобалне кризе пластичног загађења.

Не тако зелено гориво

Ово истраживање истовремено приближава човечанство проналажењу одрживих извора водоника.

Иако се водоник често представља као „чисто“ гориво јер при његовом коришћењу настаје само водена пара, његов стварни утицај на климу зависи од начина производње.

Данас се већина водоника добија из природног гаса – фосилног горива – у енергетски захтевном процесу који ослобађа велике количине угљен-диоксида, због чега научници трагају за алтернативним методама.

Коришћењем пластичног отпада као сировине, уз истовремено хватање угљеника и производњу водоника, ATT би, уколико се успешно примени у већем обиму, могао постати једно од кључних решења за смањење зависности од фосилних горива.

„Смањењем трошкова разврставања пластике и поједностављењем процеса, што су до сада биле главне препреке за комерцијализацију, ова технологија има потенцијал да постане једна од кључних технологија нове генерације која ће подржати и водоничну економију и циркуларну економију“, каже хемијски инжењер и научник за материјале Ву-Џе Ким са Женског универзитета Евха у Јужној Кореји.

Резултати истраживања објављени су у научном часопису PNAS.