Использование электрифицированного пространственно-временного нагрева для деполимеризации пластмасс

Отчет от 27 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Боб Йирка, Phys.org

Команда инженеров и ученых-материаловедов, связанных с несколькими учреждениями в США, разработала новый способ деполимеризации пластмасс с использованием электрифицированного пространственно-временного нагрева. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, группа описывает новый процесс и его эффективность. Nature также опубликовала в том же выпуске журнала исследовательский брифинг, в котором описывается работа, проделанная командой.

За последние несколько лет пластиковое загрязнение стало серьезной проблемой как для окружающей среды, так и для здоровья растений и животных, включая людей, и ученые ищут способы его переработки. Большинство разработанных на данный момент методов предполагают использование химических веществ для деполимеризации пластмасс. Однако эти усилия по-прежнему крайне неэффективны: доходность составляет от 10% до 25%. В этом новом проекте команда нашла способ использовать импульсное электричество, чтобы повысить урожайность примерно до 36%.

Подход заключался в разработке нового типа реактора с двойным слоем пористого углеродного войлока и импульсным электрическим нагревателем наверху. В их реакторе кусочки пластика плавятся по мере подачи в верхнюю камеру и перетекают в виде массы в нижнюю камеру, где материал проталкивается через войлочный фильтр. Затем пластик начинает разлагаться при повышении температуры. По мере того как молекулы, из которых состоит пластик, становятся меньше, их летучесть растет, пока они не выбрасываются из реактора в виде газа, что позволяет всасывать больше жидкости. Использование электричества для нагрева пластика позволяет изменять температуру, упрощая реакции деполимеризации. иметь приоритет над побочными реакциями, которые требуют дополнительного нагрева для деполимеризации.

Помимо повышения эффективности, новый подход использует меньше энергии из-за колеблющегося, а не постоянного источника тепла. Команда отмечает, что систему можно сделать более экологичной за счет использования возобновляемых источников электроэнергии. Они отмечают, что их реактор действительно выделяет другие материалы, такие как ацетилен, метан и некоторые более крупные молекулы, а также некоторые ароматические соединения. Они также признают, что требуется дополнительная работа для уменьшения количества углерода, выделяющегося во время реакций.

Больше информации: Ци Донг и др., Деполимеризация пластмасс с помощью электрического пространственно-временного нагрева, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05845-8

Бенджамин Томпсон и др. «Более разумный способ расплавить пластик?», Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01348-8

Информация журнала:Природа

© 2023 Сеть Science X