التحلل الحراري للبلاستيك - يشرح الكيميائيون تقنية تحاول معالجة النفايات البلاستيكية عن طريق جلب الحرارة

في عام ١٩٥٠، بلغ إنتاج البلاستيك العالمي حوالي مليوني طن. أما الآن، فيبلغ حوالي ٤٠٠ مليون طن، بزيادة تقارب ٢٠ ألفًا.

يبدو أن إمكانيات البلاستيك، كمادة، لا حدود لها. فهو غير مكلف الإنتاج، وخفيف الوزن، ومتين. وتتراوح تطبيقاته بين تغليف الأطعمة والمشروبات، والملابس، والرعاية الصحية.

عندما تنتهي صلاحية أي مادة بلاستيكية، قد يستغرق تحللها وقتًا طويلًا جدًا، قد يصل إلى 500 عام في بعض الحالات. وحتى في هذه الحالة، لا تختفي القطع البلاستيكية تمامًا، بل تتحلل إلى قطع أصغر فأصغر، لتتحول في النهاية إلى جسيمات بلاستيكية دقيقة، تستقر في التربة التي نزرع فيها طعامنا، والماء الذي نشربه، والهواء الذي نتنفسه.

وربطت الأبحاث بين هذه المواد البلاستيكية الدقيقة ومشاكل صحية مثل مرض السكري وأمراض القلب وانخفاض الخصوبة عند الذكور.

لسنوات، اعتمدت الحكومات المحلية والمصنّعون على إعادة التدوير كحلٍّ لمنع تراكم النفايات البلاستيكية. ومع ذلك، ورغم جهودهم لفرز المواد القابلة لإعادة التدوير وفصلها، لا يزال معظم البلاستيك ينتهي به المطاف في مكبات النفايات، أو ما هو أسوأ من ذلك، في المساحات الخضراء والمجاري المائية.

نظراً لشيوع استخدام البلاستيك، تتزايد أهمية إيجاد طرق جديدة لإدارة وإعادة تدوير النفايات البلاستيكية. ويُعدّ التحلل الحراري للنفايات البلاستيكية إحدى التقنيات التي قد تُسهم في معالجة هذه المشكلة.

هذه تقنية حديثة نسبيًا، لذا لا تزال معرفة الباحثين بعملية التحلل الحراري محدودة. بصفتنا كيميائيين تحليليين، نسعى جاهدين لفهم تركيب المخاليط المعقدة، وخاصةً الابتكارات الجديدة من مصادر مثل التحلل الحراري للنفايات البلاستيكية.

فوائد التحلل الحراري

عندما يتم ذلك بشكل فعال، فإن عملية التحلل الحراري للبلاستيك تقدم العديد من الفوائد.

من خلال توسيع نطاق إعادة التدوير إلى ما هو أبعد من مجرد الزجاجات البلاستيكية وأباريق الحليب، يمكن أن تعمل عملية التحلل الحراري على تقليل كمية تلوث النفايات البلاستيكية التي تنتهي في مكبات النفايات والمحيطات.

علاوةً على ذلك، يُمكن أن يُسهم تحويل النفايات البلاستيكية إلى منتجات قابلة للاستخدام في خفض الطلب على إنتاج بلاستيك جديد من الهيدروكربونات البترولية. ويمكن استخدام هذه المنتجات الثانوية في البلاستيك المُعاد تدويره.

يقوم بعض الباحثين أيضًا باختبار زيوت التحلل الحراري لمعرفة إمكانية استخدامها بدلًا من البنزين لتشغيل المركبات. يمكن للغازات الناتجة عن التحلل الحراري أن تُولّد طاقة تُغذّي مفاعل التحلل الحراري، مما يجعل العملية أكثر استدامةً ويُقلّل الحاجة إلى مصادر طاقة خارجية.

في الوقت الحالي، يتم إعادة تدوير ما يقرب من 15% إلى 20% من منتجات التحلل الحراري إلى بروبيلين وإيثيلين جديدين، في حين يتحول معظمها - حوالي 80% إلى 85% - إلى وقود ديزل وهيدروجين وميثان ومواد كيميائية أخرى.

رغم أن عملية التحلل الحراري للبلاستيك تحمل بعض الآمال، إلا أنها تواجه تحديات أيضًا. فتكلفة إنشاء وتشغيل مصانع التحلل الحراري مرتفعة. ويعتمد مدى ربحية هذه العملية على توافر النفايات البلاستيكية المناسبة، وطلب السوق على الزيوت والغازات المنتجة، وتكاليف الطاقة والكوادر اللازمة لتشغيل المفاعل.

هناك مشكلة أخرى تتعلق بمراقبة الجودة. فمعظم أنواع البلاستيك قابلة للتحلل الحراري، لكن أنواع البلاستيك المختلفة تُنتج زيوتًا ذات تركيب كيميائي مختلف. وسيحتاج العلماء إلى فهم تركيب هذه الزيوت قبل أن تتمكن الصناعة من تحديد أنواع البلاستيك التي يجب التركيز عليها وكيف يُمكن لكل زيت أن يُنتج مواد جديدة.