Muhamed Rabnavaz, vanredni profesor na Školi za pakovanje Državnog univerziteta u Mičigenu i nedavno primljen u Nacionalnu akademiju pronalazača, oduvek je verovao da je najsjajnije rešenje ujedno i najjednostavnije.
To uverenje se ogleda u novoj publikaciji njegovog tima u časopisu Advanced Sustainable Sistems.
Rabnavaz i njegove kolege su pokazali da natrijum hlorid – kuhinjska so – može nadmašiti mnogo skuplje materijale koji se istražuju kako bi pomogli u recikliranju plastike.
„Ovo je zaista uzbudljivo“, rekao je Rabnavaz. „Potrebna su nam jednostavna, jeftina rešenja za rešavanje velikog problema poput recikliranja plastike.“
Iako se plastika u prošlosti reklamirala kao reciklažna, realnost je da skoro 90% plastičnog otpada u Sjedinjenim Državama završava na deponijama, u spalionicama ili kao zagađenje životne sredine.
Jedan od razloga zašto je plastika postala toliko jednokratna je taj što materijali dobijeni reciklažom nisu dovoljno vredni da bi potrošili novac i resurse potrebne za njihovo dobijanje.
Prema projekcijama tima, kuhinjska so bi mogla da preokrene ekonomiju i drastično smanji troškove kada je u pitanju proces reciklaže poznatog kao piroliza, koji funkcioniše kroz kombinaciju toplote i hemije.
Iako je Rabnavaz očekivao da će so imati uticaja zbog toga koliko dobro provodi toplotu, ipak je bio iznenađen koliko dobro funkcioniše. Nadmašio je skupe katalizatore – hemikalije dizajnirane da podstaknu reakcije – i on veruje da je njegov tim upravo počeo da koristi svoj potencijal.
Štaviše, posao već privlači pažnju velikih imena u industriji, rekao je on.
U stvari, istraživanje je delimično podržala Conagra Brands, kompanija koja proizvodi robu za široku potrošnju.
Piroliza je proces koji razlaže plastiku u mešavinu jednostavnijih jedinjenja na bazi ugljenika, koja se pojavljuju u tri oblika: gas, tečno ulje i čvrsti vosak.
Ta komponenta voska je često nepoželjna, rekao je Rabnavaz, ali ipak može činiti više od polovine proizvoda, po težini, trenutnih metoda pirolize. To je čak i kada se koriste katalizatori, koji su korisni, ali često mogu biti toksični ili preterano skupi za primenu u upravljanju otpadnom plastikom.
Platina, na primer, ima veoma atraktivna katalitička svojstva, zbog čega se koristi u katalitičkim pretvaračima za smanjenje štetnih emisija iz automobila. Ali je i veoma skup, zbog čega lopovi kradu katalizatore.
Iako je malo verovatno da će banditi opljačkati materijale na bazi platine iz reaktora pirolize koji se usijao, pokušaj recikliranja plastike sa tim katalizatorima i dalje bi zahtevao pozamašnu investiciju – milione, ako ne i stotine miliona dolara, rekao je Rabnavaz. A sadašnji katalizatori nisu dovoljno efikasni da opravdaju taj trošak.
„Nijedna kompanija na svetu nema toliku gotovinu za spaljivanje“, rekao je Rabnavaz.
U ranijem radu, Rabnavaz i njegov tim su pokazali da bakarni oksid i kuhinjska so rade kao katalizatori za razbijanje plastike poznate kao polistiren. Sada su pokazali da sama kuhinjska so može da eliminiše nusproizvod voska u pirolizi poliolefina — polimera koji čine 60% plastičnog otpada.
„Taj prvi rad je bio važan, ali nisam se uzbudio sve dok nismo radili sa poliolefinima“, rekao je Rabnavaz. „Poliolefini su ogromni, a mi smo upravo nadmašili skupe katalizatore.
Rabnavazu na ovom projektu su se pridružili Christopher Saffron, vanredni profesor na Koledžu za poljoprivredu i prirodne resurse, gostujući naučnik Mohamed Shaker i doktorant MSU Vikash Kumar.
Kada je koristio kuhinjsku so kao katalizator za pirolizaciju poliolefina, tim je proizvodio uglavnom tečno ulje koje sadrži molekule ugljovodonika slične onome što se nalazi u dizel gorivu, rekao je Rabnavaz. Još jedna prednost katalizatora soli, pokazali su istraživači, je da se može ponovo koristiti.
„Možete povratiti sol jednostavnim pranjem dobijenog ulja vodom“, rekao je Rabnavaz.
Istraživači su takođe pokazali da je kuhinjska so pomogla u pirolizi metalizovanih plastičnih folija, koje se obično koriste u ambalaži za hranu, kao što su kese za čips, koje se trenutno ne recikliraju.
Iako čista kuhinjska so nije nadmašila katalizator platine i aluminijuma koji je tim takođe testirao sa metalizovanim filmovima, rezultati su bili slični, a so je samo delić cene.
Rabnavaz je, međutim, naglasio da su metalizirani filmovi, iako korisni, inherentno problematični. On zamišlja svet u kome takvi filmovi više nisu potrebni, zbog čega njegov tim takođe radi na tome da ih zameni održivijim materijalima.
Tim će takođe nastaviti da radi na daljem projektu pirolize.
Na primer, tim tek treba da u potpunosti okarakteriše gasne proizvode pirolize kuhinjskom solju. I Rabnavaz veruje da tim može poboljšati ovaj pristup tako da tečni proizvodi sadrže hemikalije sa vrednijim primenama nego što se spaljuju kao gorivo.
Ipak, rani povratak nove taktike sa kuhinjskom soli u timu je ohrabrujući. Na osnovu preliminarne ekonomske analize, tim je procenio da bi komercijalni reaktor pirolize mogao da utrostruči svoj profit samo dodavanjem soli.
