دانشمندان با موفقیت ضایعات پلاستیک را به سوخت تبدیل کردند

MacTavish · 1/10/19

داستان آلودگی زمین با کارهای غیرمنصفانه بشر در دامان طبیعت سناریو قدیمی است که هرلحظه نمک بر زخم طبیعت، این موهبت الهی، می‌پاشد. با صنعتی شدن زندگی بشر، تولید آلودگی چندین برابر شده که این موضوع خطری خاموش را برای انسان‌ها به دنبال دارد. یکی از بزرگ‌ترین زباله‌های آلاینده طبیعت و محیط‌زیست انواع مختلف پلاستیک‌ها هستند که طبق آزمایش‌ها تقریبا 450 سال به طول می‌انجامد تا مولکول‌ها و رشته‌های پلاستیک تجزیه شوند.

همانطور که مطلع هستید اقیانوس‌ها و آب‌های زیرزمینی یکی از اصلی‌ترین منابع تامین آب آشامیدنی بشر بر روی زمین هستند و متاسفانه یکی از حقایق موجود در مورد آنها حضور 5 نوع از آلاینده‌ترین زباله‌های صنعتی درون آب دریاهاست. جالب است بدانید اگر تمام زباله‌های موجود در دریاها و اقیانوس‌ها را به یکدیگر بچسبانیم گردابی از باله تشکیل خواهد شد که حجمی به‌اندازه 2 برابر کل قاره آمریکا خواهد داشت!

اگرچه اولویت فعالیت صنعتی انسان‌ها باید بر مبنای پاک‌سازی طبیعت و جلوگیری از نفوذ زباله به آن باشد اما طی تلاش‌های مشترک آمریکا و چین محققین و دانشمندان این دو کشور راهی برای تبدیل آلاینده‌ها و ضایعات پلاستیکی به سوخت را پیدا کرده‌اند.

پلاستیک‌ها از مولکول‌های زنجیره‌ای بزرگی که ترکیبی از هیدروژن، کربن و اکسیژن است تشکیل شده‌اند و اصلی‌ترین منبع تولید پلاستیک استفاده از بقایای جانوران و سوخت‌های فسیلی است که دانشمندان بر همین اساس معتقدند همانطور که پلاستیک از سوخت‌های فسیلی تشکیل شده پس قابلیت تبدیل مجدد به همان سوخت‌های فسیلی را دارد. در همین راستا دانشمندان و محققین تمام تمرکز خود را بر روی مطالعه پلی اتیلن (PE) که یکی از انواع رایج پلاستیک در جهان است قرار داده‌اند.

پلی اتیلن (PE) یکی از بزرگ‌ترین انواع پلاستیک در جهان است که سالانه بیش از 100 میلیون تن از آن توسط بشر تولید می‌گردد.

مولکول‌های زنجیری پلی اتیلن برای تجزیه شدن و یا تبدیل مجدد به سوخت‌های فسیلی نیازمند واکنش‌های شیمیایی خاصی هستند تا در مدت زمانی بسیار طولانی تجزیه شده و قابل تبدیل به سایر مواد شوند اما دانشمندان روشی را کشف کردند که در آن مولکول‌های عظیم پلاستیک به مولکول‌های کوچک‌تری به نام پلیمر با همان خواص قبلی قابل تبدیل هستند اما این مرحله نیز نیازمند زمانی بسیار طولانی است.

در این میان محققین آمریکایی موفق به تولید کاتالیزورهایی شده‌اند که سرعت واکنش پلاستیک با تجزیه کننده‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش داده و موجب می‌شود تا عمل تجزیه در مدت زمان بسیار کمتری اتفاق افتد.

تصاویری از تکه‌های زباله موجود در اقیانوس‌ها که توسط ماهواره‌های سازمان ناسا ضبط شده است.

در فرایند تجزیه مولکول اتیلن به دست دانشمندان ابتدا کاتالیزوری سرشار از عنصر ایریدیم به پلاستیک اضافه شده و سبب حذف و از بین رفتن اتم‌های هیدروژن در مولکول اتیلن می‌شود. بلافاصله پس از نابودی اتم‌های هیدروژن، اتم‌های کربن با یکدیگر تشکیل پیوندهای دوگانه می‌دهند که مزیت این امر واکنش‌پذیر تو بودن پیوندهای دوگانه نسبت به پیوندهای یگانه اولیه است.

حال نوبت به کاتالیزور دوم که ترکیبی از آلومینیوم، اکسیژن و رنیم است می‌رسد. این ترکیب به پیوندهای جدیدی که توسط اتم‌های کربن تشکیل شده حمله کرده و موجب پراکند شدن مولکول‌های پلیمر می‌شوند. پس از این مرحله اتم‌های هیدروژن موجود در اتیلن آزاد شده و بر روی پلیمرهای پراکنده قرار می‌گیرند و تشکیل مولکول‌های جدیدی به نام مونومر را می‌دهد.

نتیجه نهایی این فرایند شکسته شدن مولکول‌های پلی اتیلن و تغییر مقدار هیدروژن و کربن موجود در هیدروکربن پلیمر است که این موضوع سبب شده تا خواص شیمیایی پلی اتلین به‌طور کامل تغییر کرده و درنهایت به ماده جدیدی تبدیل شود که تغییر سرعت انجام واکنش و یا استفاده از کاتالیزورهای متفاوت امکان تهیه سوخت‌های مایع و جامد را فراهم می‌آورد.

تصویری از آلودگی نفتی دریا که توسط هیدروکربن‌های مونومری ایجاد شده است.

این فرایند به نظر می‌رسد از آلودگی بسیار کمتری نسبت به تولید پلاستیک یا استفاده از سوخت‌های فسیلی داشته باشد همچنین نیازی به حفاری‌های عظیم برای دسترسی به منابع سوخت‌های فسیلی نیست. بازیافت پلاستیک در قالب تولید سوخت و انرژی ایده‌ای بسیار خلاقانه و هوشمندانه است اما همانطور که گفته شد اولویت اول انسان باید بر پایه استفاده حداقلی از سوخت‌هایی که پس از مصرف کربن تولید می‌کنند باشد و بالاتر از همه این عوامل تولید بی‌رویه پلاستیک توسط کارخانه‌ها متوقف گردد.