В США исследователи Национальной энергетической технологической лаборатории (NETL) испытывают новый способ переработки пластиковых отходов. Они предлагают сочетать пластик с углем и биомассой в процессе, который называется паровая газификация.
Этот метод позволяет получать синтез-газ, богатый водородом. Его можно использовать в качестве топлива или как основу для производства различных химических веществ. Руководитель исследования Пин Ван и её команда считают, что такой подход позволяет эффективнее и дешевле получать энергию из отходов пластика.
Больше всего в отходах встречаются два вида пластика: полиэтилен низкой плотности (LDPE), который используют в пакетах, контейнерах и упаковке, и полиэтилен высокой плотности (HDPE), применяемый в бутылках, трубах и пищевых контейнерах. Из-за распространенного использования одноразовых изделий они накапливаются очень быстро, но возможности для переработки ограничены.
«Управление пластиковыми отходами становится все большей глобальной проблемой и требует немедленного решения», — сказала Ван.
По подсчетам, за последние 60 лет в мире образовалось 6,3 миллиарда тонн пластикового мусора. Около 60% из них осталось на свалках или попало в окружающую среду. Это приводит к серьезным проблемам, в частности к загрязнению грунтовых вод и рискам для санитарии.
Еще одна сложность заключается в том, что пластик имеет низкую температуру плавления, из-за чего частицы слипаются и блокируют работу реакторов. Кроме того, для его обработки требуется энергозатратное измельчение, а при нагревании образуется много смолы, что снижает эффективность.
В NETL предлагают решить проблему, сочетая пластик с отходами угля. В угле содержатся минералы, которые могут выступать природными катализаторами. Они ускоряют газификацию и уменьшают образование смолы, что делает процесс более стабильным.
Исследователи объясняют, что, изменяя пропорции пластика, угля и биомассы, можно настраивать качество полученного синтез-газа. «Регулируя состав смеси и температуру, можно оптимизировать выход и эффективность», — отметили они.
Еще одно преимущество — использование угольных отходов уменьшает расходы на их хранение и помогает снизить вред от остатков добычи.
Получение водородного синтез-газа из пластиковых отходов может изменить подход к мусору. Вместо того чтобы оставаться загрязнителем, пластик может стать источником энергии и сырья для химической промышленности.
«Наши результаты показывают гибкость этого процесса — можно точно настраивать характеристики синтез-газа под конкретные потребности», — сказала Ван.
Поскольку большинство пластика производят из нефти и газа, его повторное использование в виде водорода и синтез-газа позволяет возвращать часть вложенных природных ресурсов. Это может уменьшить зависимость от ископаемого топлива и одновременно помочь в борьбе с пластиковым загрязнением.
