Un equipo internacional de expertos que lleva a cabo una investigación fundamental ha desarrollado una forma de utilizar residuos de polietileno (PE) como materia prima y convertirlos en sustancias químicas valiosas mediante fotocatálisis impulsada por luz.
El profesor Shizhang Qiao, catedrático de Nanotecnología y director del Centro de Materiales en Energía y Catálisis de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Adelaida, dirigió el equipo que publicó sus hallazgos en la revista Science Advances. .
"Hemos reciclado residuos plásticos de polietileno para convertirlos en etileno y ácido propiónico con alta selectividad utilizando catalizadores metálicos atómicamente dispersos", afirmó el profesor Qiao.
"Se utilizó un método de fotocatálisis a temperatura ambiente por oxidación acoplada para convertir los desechos en productos valiosos con alta selectividad. Casi el 99% del producto líquido es ácido propiónico, lo que alivia los problemas asociados con productos complejos que luego requieren separación. La energía solar renovable fue utilizados en lugar de procesos industriales que consumen combustibles fósiles y emiten gases de efecto invernadero."
"Esta estrategia de valorización de residuos se implementa principalmente con cuatro componentes, incluidos desechos plásticos, agua, luz solar y fotocatalizadores no tóxicos que aprovechan la energía solar e impulsan la reacción. Un fotocatalizador típico es el dióxido de titanio con átomos de paladio aislados en su superficie. "
La mayoría de los plásticos que se utilizan hoy en día acaban siendo desechados y acumulados en vertederos. El PE es el plástico más utilizado en el mundo. Los envases de alimentos diarios, las bolsas de la compra y los frascos de reactivos están fabricados de PE. También representa la mayor proporción de todos los desechos plásticos y principalmente termina en vertederos, lo que representa una amenaza para el medio ambiente y la ecología global.
"Los residuos de plástico son un recurso sin explotar que puede reciclarse y procesarse para obtener nuevos plásticos y otros productos comerciales", afirmó el profesor Qiao.
"El reciclaje catalítico de residuos de PE aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo y es un desafío práctico debido a la inercia química de los polímeros y a las reacciones secundarias que surgen de las complejidades estructurales de las moléculas reactivas".
El reciclaje químico actual de residuos de PE se realiza a altas temperaturas superiores a 400° centígrados, lo que produce composiciones de productos complejas.
El etileno es una materia prima química importante que puede procesarse posteriormente en una variedad de productos industriales y diarios, mientras que el ácido propiónico también tiene una gran demanda debido a sus propiedades antisépticas y antibacterianas.
El trabajo del equipo tiene como objetivo abordar los desafíos ambientales y energéticos contemporáneos, contribuyendo a una economía circular. Será de utilidad en futuras investigaciones científicas, gestión de residuos y fabricación de productos químicos.
"Nuestra investigación fundamental proporciona una solución ecológica y sostenible para reducir simultáneamente la contaminación plástica y producir sustancias químicas valiosas a partir de residuos para una economía circular", afirmó el profesor Qiao.
"Inspirará el diseño racional de fotocatalizadores de alto rendimiento para la utilización de energía solar y beneficiará el desarrollo de tecnología de reciclaje de residuos impulsada por energía solar".
Más información: Shuai Zhang et al, Producción fotocatalítica de etileno y ácido propiónico a partir de residuos plásticos mediante especies de Pd atómicamente dispersas soportadas con titania, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adk2407. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2407
Información de la revista: Avances científicos
Proporcionado por la Universidad de Adelaida
