Gli scienziati dell’Università tecnica di Monaco (TUM) e del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno recentemente pubblicato un articolo sulla rivista Science per divulgare i risultati del loro lavoro. Il loro obiettivo è quello di ridurre l’inquinamento del pianeta attraverso il riciclaggio della plastica. Questo include mascherine usate, pellicole per alimenti e buste per la spesa. Il loro lavoro rappresenta un passo importante nella giusta direzione.
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Nuove opportunità per la riduzione dei rifiuti
Oliver Y. Gutiérrez e il suo gruppo di ricerca hanno sviluppato un metodo altamente efficiente per spezzare i legami tra le molecole di plastica, rappresentando un importante progresso nella riduzione dell’inquinamento globale. In genere, questo processo richiede temperature elevate, costi esosi e una grande quantità di energia, il che spesso rende la produzione di nuovi materiali più conveniente rispetto al riciclaggio. Tuttavia, i rifiuti di plastica possono rappresentare una preziosa risorsa per la creazione di materiali resistenti e combustibili. In tutto il mondo, ci sono circa 360 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica, di cui la metà potrebbe essere riutilizzata grazie a programmi di riciclo più efficienti. Il team di Gutiérrez ha dimostrato che è possibile rompere i legami delle molecole di plastica in modo efficiente e a costi contenuti, aprendo nuove opportunità per la riduzione dei rifiuti di plastica e la creazione di materiali più sostenibili.
Trasformare la plastica in un combustibile liquido
I ricercatori hanno valutato un approccio che prevede la rottura iniziale delle molecole di plastica, seguita dalla conversione in un combustibile liquido simile alla benzina senza generare sottoprodotti indesiderati. Nella seconda fase, vengono utilizzati catalizzatori di alchilazione, già impiegati dall’industria petrolifera per migliorare la resistenza della benzina, per costruire lo scheletro carbonioso delle molecole.
Nuova tecnica per la separazione delle molecole di plastica
Gli studiosi hanno dimostrato che l’alchilazione può essere avviata subito dopo la fase di rottura delle molecole di plastica, eseguita a circa 70 °C, per ottenere un risultato particolarmente efficace nella separazione delle molecole. Gutiérrez spiega che spesso, dopo la rottura dei legami del materiale, le molecole si ricombinano in modi incontrollati, mentre con il loro approccio le particelle si riavvicinano in modo mirato. Ciò che rende il loro procedimento ancora più interessante è che non richiede temperature estremamente elevate, ma è altrettanto efficace anche in condizioni più moderate.
Catalizzatori di alchilazione per gestire i rifiuti di plastica
Secondo Johannes Lercher, direttore dell’Istituto per la catalisi integrata del PNNL e professore di Chimica presso la TUM, il settore industriale ha già dimostrato la stabilità e la robustezza dei catalizzatori di alchilazione attraverso l’implementazione di successo. Lercher suggerisce che il loro lavoro potrebbe offrire una soluzione pratica per una gestione più efficace dei rifiuti di plastica.
Processo di catalisi per ridurre i rifiuti di plastica: risultati promettenti
Secondo gli scienziati, il processo di catalisi è particolarmente efficiente per i prodotti in polietilene a bassa densità, come la resina, le pellicole, le bottiglie e i prodotti in polipropilene. Tuttavia, per le plastiche con densità più elevate, è necessario un pre-trattamento per rompere i legami molecolari. L’obiettivo finale è quello di rendere l’utilizzo ciclico e continuativo delle plastiche più economico e conveniente, piuttosto che considerarle prodotti usa e getta, per risolvere il problema dei rifiuti di plastica nell’ambiente a lungo termine. Secondo Lercher, questa prospettiva è possibile e raggiungibile.
L’importanza del pre-trattamento
Come già accennato, secondo gli scienziati, il pre-trattamento è essenziale per le plastiche ad alta densità. Questa fase iniziale rompe i legami molecolari della plastica e rende possibile l’azione del catalizzatore. Il pre-trattamento richiede il controllo accurato di temperatura, pressione e tempo di reazione. Inoltre, i reagenti utilizzati devono essere attentamente selezionati per minimizzare gli effetti collaterali sulle molecole di plastica. Nonostante la complessità di questa fase, i risultati dimostrano che è possibile convertire anche le plastiche ad alta densità in prodotti chimici di valore.
In questo modo, la catalisi può essere applicata a una vasta gamma di materiali plastici, creando nuove opportunità per l’economia circolare. Ad esempio, i prodotti chimici ottenuti dal processo di catalisi possono essere utilizzati come materia prima per la produzione di nuovi prodotti, riducendo così la dipendenza dalla materia vergine.
Catalisi per la riduzione dei rifiuti di plastica: l’importanza della scala
Mentre gli scienziati hanno dimostrato la fattibilità della catalisi nella riduzione dei rifiuti di plastica, è fondamentale sviluppare una soluzione a scala industriale per affrontare il problema a livello globale.
Per questo motivo, il passaggio dalla ricerca di laboratorio all’applicazione industriale richiede ulteriori studi sull’ottimizzazione dei processi, sulla stabilità del catalizzatore e sulla selezione dei materiali più idonei. Inoltre, la sicurezza e l’impatto ambientale devono essere tenuti in considerazione durante l’implementazione su vasta scala.
Tuttavia, con la crescente pressione sui produttori di plastica per ridurre la quantità di rifiuti prodotti, la catalisi offre una soluzione promettente per la transizione verso un’economia circolare. Sulla base dei risultati attuali, la catalisi può essere utilizzata per trasformare i rifiuti di plastica in prodotti chimici di valore, riducendo l’accumulo di rifiuti e creando nuove opportunità per il recupero delle risorse.