ไพโรไลซิสพลาสติก – นักเคมีอธิบายเทคนิคที่พยายามจัดการกับขยะพลาสติกโดยนำความร้อน

ในปี พ.ศ. 2493 การผลิตพลาสติกทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 2 ล้านตัน ปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 400 ล้านตัน เพิ่มขึ้นเกือบ 20,000%

ในฐานะวัสดุ ดูเหมือนว่าพลาสติกจะมีศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัด พลาสติกมีต้นทุนการผลิตต่ำ แต่มีน้ำหนักเบาและทนทาน การใช้งานมีตั้งแต่บรรจุภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่ม ไปจนถึงเสื้อผ้าและการดูแลสุขภาพ

เมื่อพลาสติกหมดอายุการใช้งาน อาจใช้เวลานานมากในการย่อยสลาย ในบางกรณีอาจใช้เวลานานถึง 500 ปี ถึงกระนั้น ชิ้นส่วนพลาสติกก็ไม่ได้หายไปทั้งหมด แต่จะสลายตัวเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย และในที่สุดก็กลายเป็นไมโครพลาสติกที่ตกค้างอยู่ในดินที่เราปลูกอาหาร น้ำที่เราดื่ม และอากาศที่เราหายใจ

การวิจัยเชื่อมโยงไมโครพลาสติกเหล่านี้กับปัญหาสุขภาพ เช่น โรคเบาหวาน โรคหัวใจ และภาวะเจริญพันธุ์ต่ำของเพศชาย

เป็นเวลาหลายปีที่รัฐบาลท้องถิ่นและผู้ผลิตต่างพึ่งพาการรีไซเคิลเป็นทางออกในการป้องกันการสะสมของขยะพลาสติก อย่างไรก็ตาม แม้จะพยายามคัดแยกและแยกประเภทวัสดุรีไซเคิล แต่พลาสติกส่วนใหญ่ก็ยังคงถูกนำไปฝังกลบ หรือที่แย่กว่านั้นคือ ถูกนำไปฝังกลบในพื้นที่สีเขียวและแหล่งน้ำ

เนื่องจากพลาสติกถูกใช้อย่างแพร่หลาย การค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการจัดการและรีไซเคิลขยะพลาสติกจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เทคโนโลยีไพโรไลซิสของขยะพลาสติกจึงเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่สามารถช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้

นี่เป็นเทคนิคที่ค่อนข้างใหม่ ดังนั้นนักวิจัยจึงยังมีความรู้เกี่ยวกับกระบวนการไพโรไลซิสอยู่อย่างจำกัด ในฐานะนักเคมีวิเคราะห์ เรามุ่งมั่นที่จะทำความเข้าใจองค์ประกอบของสารผสมที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่สร้างขึ้นใหม่จากแหล่งต่างๆ เช่น ไพโรไลซิสจากขยะพลาสติก

ประโยชน์ของการไพโรไลซิส

เมื่อดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพ การไพโรไลซิสพลาสติกจะให้ประโยชน์หลายประการ

การขยายขอบเขตการรีไซเคิลให้มากกว่าแค่ขวดพลาสติกและขวดนม จะทำให้กระบวนการไพโรไลซิสสามารถลดปริมาณมลพิษขยะพลาสติกที่ลงเอยในหลุมฝังกลบและมหาสมุทรได้

นอกจากนี้ การแปลงขยะพลาสติกให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้อาจช่วยลดความต้องการผลิตพลาสติกใหม่จากปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน และสามารถนำไปใช้ผลิตพลาสติกรีไซเคิลได้

นักวิจัยบางคนกำลังทดสอบน้ำมันไพโรไลซิสเพื่อดูว่าสามารถใช้แทนน้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะได้หรือไม่ ก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการไพโรไลซิสยังสามารถผลิตพลังงานที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์ไพโรไลซิสได้อีกด้วย ทำให้กระบวนการนี้มีความยั่งยืนมากขึ้นและลดความต้องการแหล่งพลังงานจากภายนอก

ในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสประมาณ 15% ถึง 20% จะถูกนำไปรีไซเคิลเป็นโพรพิลีนและเอทิลีนใหม่ ในขณะที่ส่วนใหญ่ประมาณ 80% ถึง 85% จะถูกนำไปรีไซเคิลเป็นเชื้อเพลิงดีเซล ไฮโดรเจน มีเทน และสารเคมีอื่นๆ

แม้ว่ากระบวนการไพโรไลซิสพลาสติกจะมีอนาคตที่ดี แต่ก็ต้องเผชิญกับความท้าทายเช่นกัน ค่าใช้จ่ายในการจัดตั้งและดำเนินการโรงงานไพโรไลซิสนั้นสูง กำไรของกระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับความพร้อมของขยะพลาสติกที่เหมาะสม ความต้องการของตลาดสำหรับน้ำมันและก๊าซที่ผลิตได้ และต้นทุนด้านพลังงานและบุคลากรที่จำเป็นต่อการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์

อีกประเด็นหนึ่งคือการควบคุมคุณภาพ พลาสติกส่วนใหญ่สามารถผ่านกระบวนการไพโรไลซิสได้ แต่พลาสติกแต่ละชนิดจะสร้างน้ำมันที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องเข้าใจองค์ประกอบของน้ำมันเหล่านี้ก่อนที่อุตสาหกรรมจะตัดสินใจได้ว่าพลาสติกประเภทใดควรเน้น และน้ำมันแต่ละชนิดจะสร้างวัสดุใหม่ได้อย่างไร