Piroliza plastiku – chemicy wyjaśniają technikę, która ma na celu rozwiązanie problemu odpadów plastikowych poprzez wykorzystanie ciepła

W 1950 roku globalna produkcja plastiku wynosiła około 2 milionów ton. Obecnie wynosi około 400 milionów ton – wzrost o prawie 20 000%.

Jako materiał, ma pozornie nieograniczony potencjał. Plastik jest niedrogi w produkcji, a jednocześnie lekki i wytrzymały. Jego zastosowania obejmują szeroki zakres zastosowań, od opakowań żywności i napojów, przez odzież, po opiekę zdrowotną.

Kiedy plastikowy przedmiot kończy swój okres użytkowania, jego rozkład może trwać bardzo długo, w niektórych przypadkach nawet 500 lat. Nawet wtedy kawałki plastiku nie znikają całkowicie – zamiast tego rozpadają się na coraz mniejsze kawałki, ostatecznie stając się mikroplastikiem, który trafia do gleby, gdzie uprawiamy żywność, pijemy wodę i oddychamy powietrzem.

Badania wykazały związek między mikroplastikiem a problemami zdrowotnymi, takimi jak cukrzyca, choroby serca i niska płodność u mężczyzn.

Przez lata samorządy i producenci polegali na recyklingu jako rozwiązaniu, które zapobiegało gromadzeniu się plastikowych odpadów. Jednak pomimo wysiłków w zakresie sortowania i segregacji materiałów nadających się do recyklingu, większość tworzyw sztucznych nadal trafia na wysypiska śmieci – lub, co gorsza, do terenów zielonych i cieków wodnych.

Ponieważ plastik jest tak powszechny, poszukiwanie nowych sposobów zagospodarowania i recyklingu odpadów plastikowych staje się coraz ważniejsze. Piroliza odpadów plastikowych to jedna z technologii, która może pomóc w rozwiązaniu tego problemu.

Jest to stosunkowo nowa technika, dlatego naukowcy wciąż dysponują jedynie ograniczoną wiedzą na temat procesu pirolizy. Jako chemicy analityczni dążymy do zrozumienia składu złożonych mieszanin, zwłaszcza nowych produktów pochodzących ze źródeł takich jak piroliza odpadów plastikowych.

Korzyści z pirolizy

Prawidłowo przeprowadzona piroliza tworzyw sztucznych przynosi szereg korzyści.

Piroliza może ograniczyć zakres recyklingu nie tylko plastikowych butelek i kanistrów na mleko, ale także ilość zanieczyszczeń w postaci plastikowych odpadów trafiających na wysypiska i do oceanów.

Ponadto, przetwarzanie odpadów plastikowych w produkty użytkowe mogłoby pomóc zmniejszyć zapotrzebowanie na nowe tworzywa sztuczne z węglowodorów ropopochodnych. Produkty uboczne mogłyby zostać wykorzystane w recyklingu tworzyw sztucznych.

Niektórzy naukowcy testują również oleje pirolityczne, aby sprawdzić, czy można je wykorzystać zamiast benzyny do zasilania pojazdów. Gazy powstające podczas pirolizy mogą nawet generować energię zasilającą reaktor pirolizy, zwiększając samowystarczalność procesu i zmniejszając zapotrzebowanie na zewnętrzne źródła energii.

Obecnie około 15–20% produktów pirolizy jest poddawane recyklingowi i przekształcane w nowy propylen i etylen, natomiast większość – około 80–85% – zamieniana jest na olej napędowy, wodór, metan i inne substancje chemiczne.

Choć piroliza tworzyw sztucznych daje pewne nadzieje, wiąże się z pewnymi wyzwaniami. Koszty budowy i eksploatacji instalacji do pirolizy są wysokie. Rentowność procesu zależy od dostępności odpowiednich odpadów z tworzyw sztucznych, popytu rynkowego na produkowane oleje i gazy oraz kosztów energii i personelu niezbędnego do obsługi reaktora.

Kolejnym problemem jest kontrola jakości. Większość rodzajów tworzyw sztucznych może ulec pirolizie, ale różne tworzywa sztuczne tworzą oleje o różnym składzie chemicznym. Naukowcy będą musieli zrozumieć skład tych olejów, zanim przemysł będzie mógł określić, na których rodzajach tworzyw sztucznych się skupić i w jaki sposób każdy z nich może tworzyć nowe materiały.