Los plásticos de un solo uso pueden tener más valor inherente de lo que cree.

Los investigadores han desarrollado un nuevo método para reciclar abundantes, plásticos aparentemente de bajo valor en productos líquidos de alta calidad, como aceites de motor, lubricantes detergentes e incluso cosméticos. El descubrimiento también mejora los métodos de reciclaje actuales que resultan en productos de plástico de baja calidad.

El método catalítico tiene un doble efecto al eliminar la contaminación plástica del medio ambiente y contribuir a una economía circular.

Northwestern University, El Laboratorio Nacional Argonne y el Laboratorio Ames dirigieron el equipo multiinstitucional.

"Nuestro equipo está encantado de haber descubierto esta nueva tecnología que nos ayudará a adelantarnos al creciente problema de la acumulación de residuos plásticos, "dijo Kenneth R. Poeppelmeier de Northwestern, que contribuyó a la investigación. "Nuestros hallazgos tienen amplias implicaciones para el desarrollo de un futuro en el que podamos seguir beneficiándonos de los materiales plásticos, pero hágalo de una manera que sea sostenible y menos dañina para el medio ambiente y potencialmente la salud humana ".

Poeppelmeier es profesor de Química Charles E. y Emma H. ​​Morrison en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern, director del Centro de Catálisis y Ciencias de Superficies de Northwestern y miembro del Programa de Plásticos de Northwestern, Ecosistemas y Salud Pública.

Poeppelmeier codirigió el trabajo con Aaron D. Sadow, científico de la División de Ciencias Químicas y Biológicas del Laboratorio Ames, y Massimiliano Delferro, líder de grupo del programa de catálisis del Laboratorio Nacional Argonne.

El estudio se publicará el 23 de octubre en la revista Ciencia Central ACS .

El problema del plastico

Cada año, Se crean 380 millones de toneladas de plástico en todo el mundo. Y a medida que el mercado de los plásticos sigue aumentando, muchos analistas predicen que la producción podría cuadriplicarse para 2050. Más del 75% de estos materiales plásticos se desechan después de un uso. Muchos de ellos terminan en nuestros océanos y vías fluviales, dañando la vida silvestre y esparciendo toxinas.

"Ciertamente, hay cosas que podemos hacer como sociedad para reducir el consumo de plásticos en algunos casos, ", Dijo Sadow." Pero siempre habrá casos en los que los plásticos sean difíciles de reemplazar, así que realmente queremos ver qué podemos hacer para encontrar valor en los residuos ".

Si bien los plásticos se pueden fundir y reprocesar, este tipo de reciclaje produce materiales de menor valor que no son tan resistentes estructuralmente como el material original. Los ejemplos incluyen el reciclaje de botellas de plástico en un banco de parque moldeado.

Cuando se deja en la naturaleza o en vertederos, Los plásticos no se degradan porque tienen enlaces carbono-carbono muy fuertes. En lugar de, se rompen en plásticos más pequeños, conocidos como microplásticos. Mientras que algunas personas ven estos fuertes lazos como un problema, el noroeste, El equipo del Laboratorio Nacional Argonne y el Laboratorio Ames vieron esto como una oportunidad.

"Buscamos recuperar la alta energía que mantiene unidos esos enlaces mediante la conversión catalítica de las moléculas de polietileno en productos comerciales de valor agregado, "Dijo Delferro.

Una solución catalítica

El catalizador consta de nanopartículas de platino, de solo dos nanómetros de tamaño, depositadas en nanocubos de perovskita, que tienen un tamaño de entre 50 y 60 nanómetros. El equipo eligió la perovskita porque es estable a altas temperaturas y presiones y es un material excepcionalmente bueno para la conversión de energía.

Para depositar nanopartículas en los nanocubos, el equipo utilizó la deposición de la capa atómica, una técnica desarrollada en Argonne que permite un control preciso de las nanopartículas.

Bajo presión y temperatura moderadas, el catalizador escindió el enlace carbono-carbono del plástico para producir hidrocarburos líquidos de alta calidad. Estos líquidos pueden utilizarse en aceite de motor, lubricantes o ceras o procesados ​​posteriormente para fabricar ingredientes para detergentes y cosméticos. Esto contrasta con los catalizadores disponibles comercialmente, que generó productos de menor calidad con muchos hidrocarburos cortos, limitando la utilidad de los productos.

Aún mejor:el método catalítico produjo muchos menos desechos en el proceso. Los métodos de reciclaje que derriten plástico o utilizan catalizadores convencionales generan gases de efecto invernadero y subproductos tóxicos.