Egy közelmúltban publikált kutatás során vegyes műanyag csomagolási hulladékból nagy tisztaságú hidrogént állítottak elő olyan alacsony hőmérsékletű eljárással, amelynek során a szén stabil, szilárd karbonátvegyületekben kötődik meg.
A Kaliforniai Egyetem Los Angeles-i Samueli Műszaki Karának (UCLA Samueli School of Engineering), valamint a dél-koreai Ewha Womans Egyetemnek a kutatói megállapították, hogy az alkáli hőkezelés segítségével a PET-, PE- és PP-hulladék egyetlen reaktorban kezelhető, miközben 90 százalékot meghaladó tisztaságú hidrogéngáz állítható elő.
A hidrogén fontos ipari alapanyag és energiahordozó
Az eljárás során a nátrium-hidroxid hő hatására szerves anyagokkal reagál, elősegítve a hidrogén képződését. A hidrogén fontos ipari alapanyag és energiahordozó: többek között műtrágyagyártásban, üzemanyag-finomításban és a vegyiparban alkalmazzák, emellett számos ágazat dekarbonizációjában is szerepet kaphat.
„Technológiánkat kifejezetten olyan csomagolási hulladékokra terveztük, amelyeket hagyományos módszerekkel nehéz újrahasznosítani. A vegyes műanyag csomagolások, az élelmiszerrel szennyezett tárolóedények, fóliák, tálcák, kupakok és más heterogén csomagolási hulladékok ideális alapanyagot jelentenek” – mondta a Packaging Insightsnak Woo-Jae Kim, a kutatás egyik levelező szerzője, az Ewha Womans University vegyészmérnöki és anyagtudományi professzora.
Kim hangsúlyozta, hogy az eljárást nem a mechanikai újrahasznosítás versenytársának szánják. Elsősorban azokat a maradék műanyag csomagolási hulladékokat kezelnék vele, amelyeknek „csekély az újrahasznosítási értékük”, így csökkenthető lenne az elégetett műanyag mennyisége.
Nincs szükség a műanyagok teljes szétválasztására
Az ATT „ígéretes és fenntartható” megoldást kínálhat a műanyaghulladék kezelésére és a tiszta energia előállítására. A mechanikai újrahasznosítás egyik komoly kihívása a többrétegű csomagolások, címkék és más csomagolási összetevők szétválasztása. Kim szerint az ATT ezt a problémát megkerülheti.
„Elvileg a többrétegű csomagolások, címkék, ragasztóanyagok és nyomdafestékek együtt is feldolgozhatók, ami jelentősen leegyszerűsítheti a hulladékkezelést.”
Bizonyos alapvető előkezelésre ugyanakkor továbbra is szükség lehet. Ilyen például a fémek és nagyobb szennyeződések eltávolítása, valamint az alapanyag szemcseméretének csökkentése.
„A hagyományos újrahasznosítással ellentétben azonban az eljárás nem követeli meg az egyes műanyagtípusok teljes szétválasztását a kezelés előtt. Ez különösen vonzóvá teszi az olyan összetett csomagolási hulladékok esetében, amelyek gazdaságos újrahasznosítása jelenleg nehéz vagy egyáltalán nem lehetséges.”
A következő lépés az ipari méretű alkalmazás
Bár a kutatás eredményei ígéretesek, a technológia további fejlesztést igényel. Optimalizálni kell többek között a működési hőmérsékletet, meg kell oldani a nátrium-hidroxid visszanyerését és újrafelhasználását, valamint meg kell vizsgálni, hogy a nem kívánt szénhidrogéngázok felhasználhatók-e a folyamat energiaigényének fedezésére. Emellett ipari léptékben értékelni kell a technológia gazdasági és környezeti előnyeit, illetve hátrányait is.
„A következő lépések közé tartozik a lúg visszanyerésének és újrafelhasználásának optimalizálása, a reaktor hatékonyságának javítása, valamint a folyamatos üzem demonstrálása valódi, vegyes csomagolási hulladékkal. Fontos lesz továbbá megbízható begyűjtési rendszerek kialakítása, valamint a hidrogéntisztítási és -elosztási infrastruktúra integrálása” – mondta Kim.
Mindezek ellenére a professzor szerint az iparág számára „jelentős” előnyöket kínálhat az eljárás. A csomagolóipari vállalatokra ugyanis egyre nagyobb nyomás nehezedik a szén-dioxid-kibocsátás, a hulladéklerakás és a hulladékégetés csökkentése érdekében.
Transpack Tudástár: Alkáli hőkezelés (ATT) – Olyan kémiai eljárás, amelyben lúgos közegben, hő hatására bontják a műanyagokat. A UCLA és az Ewha Womans University kutatói szerint az eljárással vegyes PET-, PE- és PP-hulladékból 90 százalékot meghaladó tisztaságú hidrogén állítható elő, miközben a szén stabil, szilárd karbonátvegyületekben kötődik meg. Előnye, hogy a különböző műanyagtípusokat nem szükséges teljesen szétválasztani, ezért olyan vegyes vagy szennyezett csomagolási hulladékok kezelésére is alkalmas lehet, amelyek mechanikai újrahasznosítása nehéz vagy gazdaságtalan.