Jednu z nejzajímavějších možností nyní představili vědci z Kalifornské univerzity v Los Angeles a z Jižní Koreje. Vyvinuli totiž technologii, která dokáže přeměnit odpad na čistý vodík, navíc bez předchozího třídění jednotlivých druhů plastů.
Právě nutnost odpad nejprve roztřídit totiž patří k nejdražším a časově nejnáročnějším částem recyklačního procesu a je jedním z důvodů, proč se dnes takto zpracovává jen asi devět procent plastů. Pokud se novou metodu podaří převést z laboratoře do průmyslového měřítka, mohla by pomoci řešit dva naléhavé problémy současně – rostoucí množství plastového odpadu i výrobu čistého vodíku, tedy paliva považovaného za jednu z perspektivních cest k čistší energetice, uvádí web ScienceAlert.
„Řešíme dva naléhavé globální problémy současně. Plastový odpad se hromadí alarmujícím tempem a čistý vodík je nezbytný pro dekarbonizaci energetiky. Naše technologie řeší obě tyto výzvy kreativním způsobem, který lze navíc škálovat,“ uvedl vedoucí studie Ah-Hyung Park z Kalifornské univerzity.
Nižší teploty i méně emisí
Metoda označovaná jako alkalické tepelné zpracování (ATT) není úplnou novinkou. Část stejného výzkumného týmu ji už dříve vyvinula pro výrobu čistého vodíku z mořských řas. V novém experimentu pak využívá k jeho produkci z plastového odpadu hydroxid sodný a vysokou teplotu.
Při testech na směsi polyethylentereftalátu (PET), polyethylenu (PE) a polypropylenu (PP) – tedy plastů běžně používaných například na lahve, sáčky, obaly nebo brčka – vyprodukovala metoda vodík s čistotou přesahující 90 procent, aniž by bylo nutné jednotlivé druhy předem oddělovat. Oproti současným způsobům jeho výroby navíc přinesla dvě důležité výhody.
Probíhala při teplotách o 300 až 400 °C nižších než alternativní postupy a zhruba 75 procent uhlíku zachytila v pevné formě místo toho, aby se uvolnil do ovzduší jako oxid uhličitý. „Výrazné snížení přímých emisí CO₂ naznačuje, že výroba vodíku pomocí technologie ATT může být z hlediska dopadů na životní prostředí konkurenceschopnou alternativou ke konvenčním postupům,“ píší autoři studie publikované v odborném časopise PNAS.
Klíčem bude další vývoj
Aby zvýšili výtěžnost procesu, vědci předem upravili PE a PP jejich zahřátím a oxidací. Tím do polymerních řetězců vložili kyslík, takže při dalším zpracování snáze podléhaly chemickým reakcím. Právě nízký obsah kyslíku totiž běžně způsobuje, že jsou tyto plasty odolné vůči chemickému zpracování a současné technologie mají potíže s jejich přeměnou, pokud jsou součástí směsného odpadu.
Přestože výsledky vypadají velmi slibně, ke komerčnímu využití vede ještě dlouhá cesta. Dosavadní experimenty probíhaly pouze na velmi malých vzorcích v laboratorních podmínkách a nyní bude potřeba celý proces převést do většího měřítka. Kromě toho chtějí vědci ještě zvýšit výtěžnost výroby vodíku, více omezit emise uhlíku a současně zachovat relativně nízké provozní teploty.
Šance pro vodíkovou ekonomiku
Mezi testované plasty patří materiály běžně používané například na nápojové lahve, brčka, tašky nebo různé obaly a nádoby. Právě ty přitom významně přispívají ke globálnímu problému plastového odpadu.
Podle autorů představuje studie také další krok k udržitelnější výrobě vodíku, jehož ekologické přínosy dnes negativně ovlivňuje způsob výroby. Většina světové produkce tohoto prvku totiž stále vzniká ze zemního plynu, což je energeticky náročný proces spojený s vysokými emisemi oxidu uhličitého.
„Snížením nákladů na třídění a zjednodušením procesu, které dosud představovaly hlavní překážky komerčního využití, má tato technologie potenciál stát se jednou z klíčových technologií nové generace podporujících vodíkovou ekonomiku i oběhové hospodářství,“ dodal materiálový vědec Woo-Jae Kim z jihokorejské Ewha Womans University.
ČLÁNKY DO MAILU