مدت ها است که دانشمندان راه های مختلفی را برای تبدیل مواد پلاستیکی به سوخت مایع می آزمایند. یکی از بزرگ ترین مشکلات در این مسیر انرژی زیادی است که برای تبدیل مواد پلاستیکی به سوخت مایع مورد نیاز است. حالا گروهی از دانشمندان روش جدیدی را آزمایش کرده اند که در آن انرژی کمتری مصرف می شود و محصول نهایی با کیفیت تری نیز عرضه می شود.
در این روش پلی اتیلن تجزیه می شود. پلی اتیلن فراوان ترین پلاستیک جهان است و برای ساخت همه چیز از فیلم پلاستیکی و بسته بندی مواد غذایی گرفته تا بطری های آب و کیسه های خرید مورد استفاده قرار می گیرد. سالانه در حدود 100 میلیون تن از این نوع کالاها تولید می شود.
واقعیت این است که راه حل مناسب برای مشکل زباله ها به این زودی ها به دست نمی آید. ما این زباله ها را در زیر زمین دفن می کنیم که محل دفن آنها می تواند مردم را بکشد و اجازه می دهیم در اقیانوس تجمع یابند و جزایر شناور آشغال را تشکیل دهند.
تخمین زده می شود که تا سال 2050 پلاستیک های موجود در اقیانوس ها از تعداد ماهی ها بیشتر می شود.
در اوایل سال 2016 گزارشی منتشر شد که نشان می دهد 95 درصد از پلاستیک ها پس از تنها یک بار مصرف دور انداخته می شوند و هر ساله 8 میلیون تن پلاستیک یا یک کامیون پر از زباله در هر دقیقه به اقیانوس ها ریخته می شوند.
اگر کاری انجام نگیرد تا سال 2030 یک کامیون زباله پر در هر دقیقه به دو کامیون و در سال 2050 به چهار کامیون پر از زباله در هر دقیقه افزایش می یابد. مجمع جهانی اقتصاد اعلام کرده: در این سناریو انتظار می رود که در سال 2025 اقیانوس ها به ازای هر سه تن ماهی حدود یک تن پلاستیک وجود داشته باشد و انتظار می رود تا سال 2050 تعداد پلاستیک ها بیشتر از ماهی ها شود. این وضعیت در مدت دهه ها به وجود آمده است.
با چه روشی می توان پلی اتیلن را به سوخت مایع تبدیل کرد؟
یک راه حل بسیار ساده برای این وضعیت تبدیل زباله های پلاستیکی به کالاهایی است که مردم بتوانند از آنها استفاده کنند. این هیدروژن و کربن اند که پلی اتیلن را تشکیل می دهند و بنابراین ایجاد سوخت مایع هیدروکربنی می تواند یک انتخاب مناسب باشد.
البته تبدیل پلی اتیلن به بخش های اصلی اش یک چالش عمده است.
اگر ما زباله های پلاستیکی را در اقیانوس یا محیط زیست رها کنیم یا زیر زمین رها کنیم، صدها یا هزاران سال در آن جا می ماند تا تجزیه شود.
اگر کار خاصی انجام نگیرد، پلی اتیلن حالت موجود خود را به خاطر پیوند های تک اتمی بی نهایت پایدارش حفظ می کند. اگر ما پلی اتیلن را به اندازه کافی حرارت بدهیم، این پیوندها در نهایت از هم جدا می شوند اما این روش به هیچ وجه کاربردی نیست.
اگر ما بیش از 400 درجه سانتی گراد به پلاستیک ها گرما بدهیم (چنان که در بعضی از روش ها انجام می شود) مخلوط درهمی از گاز، نفت، موم و زغال به دست می آید که این ترکیب به هیچ وجه مفید نیست.
برای برطرف کردن مشکل بهره وری انرژی کم و عدم کنترل محصول، یک گروه تحقیقاتی آمریکایی با محققانی از مؤسسه شیمی آلی شانگهای در چین روشی برای بازیافت پلاستیک ابداع کردند که در حالت کلی حرارت کمتری نیاز دارد.
در این فرآیند از کاتالیزور شیمیایی استفاده می شود. اولین کاتالیزور اتم هیدروژن و اتم کربن را از همدیگر جدا می کند که باعث می شود اتم های کربن با یکدیگر پیوند تشکیل دهند.
این اتم های کربن که جدید به یکدیگر پیوند خورده اند بیشتر از این که پیوندهای تک تشکیل دهند، پیوندهای دوگانه تشکیل می دهند. کاتالیزور دوم می تواند بیاید و پیوندهای دوگانه را بشکند. اتم های هیدروژن جدا شده به این مخلوط برگردانده می شوند و این فرآیند بارها تکرار می شود.
همه این برش ها، تغییر ها، حذف ها، تجزیه ها، اضافه شدن ها و چینش ها به تیم تحقیقاتی اجازه می دهد که به دقت و به تدریج ساختار پلی اتیلن را یا به صورت یک سوخت دیزل یا موم تبدیل کند که می تواند برای اهداف صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
از آنجایی که این فرآیند نیاز به گرمایی در حدود 175 درجه سانتی گراد ( 347 فارنهایت ) – به جای 400 درجه سانتی گراد ( 752 فارنهایت) – برای تجزیه پلاستیک دارد، پس انرژی خیلی کمتری نسبت به روش های مشابه نیاز دارد. اما جنبه های منفی این روند آهسته بودن فرآیند است زیرا حدود 4 روز برای تکمیل شدن فرایند زمان لازم دارد و هزینه کاتالیزور ها نیز زیاد است.