Химики из Копенгагенского университета разработали метод преобразования пластиковых отходов в климатическое решение для эффективного и устойчивого улавливания CO₂. Это позволяет решить сразу две глобальные проблемы: загрязнение пластиком и климатический кризис.
Работа опубликована в журнале Science Advances.
Концентрации CO₂ в атмосфере продолжают расти, несмотря на годы политических усилий по ограничению выбросов. Мировой океан утопает в пластике, что угрожает морской среде и экосистемам.
Ключевая глобальная проблема часто связана с другими вызовами, и обычно решение одной проблемы создаёт другую. Но что, если бы мы могли решить несколько проблем одновременно?
Почти невероятно, но новое передовое изобретение обещает именно это. Исследователи из Копенгагенского университета разработали метод, в котором отходы становятся ценным ресурсом. Разложенный ПЭТ-пластик становится основным ингредиентом в эффективных и устойчивых материалах для улавливания CO₂.
ПЭТ-пластик — один из наиболее широко используемых видов пластика в мире. Однако после того, как он выполнил свою функцию, он становится актуальной глобальной экологической проблемой. ПЭТ-пластик оказывается на свалках во многих частях мира, где он распадается на загрязняющие микропластики, которые попадают в воздух, почву и грунтовые воды. Большая часть пластика также попадает в океаны.
«Прелесть этого метода в том, что мы решаем проблему, не создавая новую. Превращая отходы в сырьё, которое может активно снижать выбросы парниковых газов, мы делаем экологическую проблему частью решения климатического кризиса», — говорит Маргарита Подерите из химического факультета Копенгагенского университета, ведущий автор исследовательской работы, раскрывающей изобретение.
Решение представляет собой потенциальную беспроигрышную ситуацию в глобальном масштабе, где пластиковые отходы не только не попадают в природу, но и становятся активным участником борьбы с изменением климата.
С помощью новой химической технологии исследователи могут превратить ПЭТ-пластиковые отходы, которые переработчики не используют, в первичный ресурс в новой форме сорбента CO₂, который они разработали. Процесс превращает отходы в новый материал, который исследователи назвали BAETA. Этот материал может поглощать CO₂ из атмосферы настолько эффективно, что он легко сопоставим с существующими технологиями улавливания углерода.
Материал BAETA имеет порошкообразную структуру, которую можно гранулировать, и химически «модернизированную» поверхность, что позволяет ему очень эффективно связывать и химически улавливать CO₂.
После насыщения CO₂ может быть высвобожден в процессе нагревания, что позволяет концентрировать CO₂, собирать и хранить его или преобразовывать в устойчивый ресурс. На практике исследователи ожидают, что технология будет впервые установлена на промышленных предприятиях, где выхлопные газы из дымоходов будут проходить через блоки BAETA для очистки от CO₂.
В статье, опубликованной в Science Advances, описан химический процесс, лежащий в основе изобретения. Этот процесс является мягким по сравнению с существующими технологиями и в то же время хорошо подходит для промышленного масштабирования.
«Основным ингредиентом является пластиковый мусор, который в противном случае имел бы неустойчивую дальнейшую жизнь, а синтез, который мы используем, где происходит химическая трансформация, является более мягким, чем другие материалы для улавливания CO₂, потому что мы можем проводить синтез при температуре окружающей среды. У технологии также есть преимущество, заключающееся в том, что её можно легче масштабировать», — говорит Подерите.
Её поддерживает соавтор и доцент химического факультета Дживун Ли, который подчёркивает гибкость материала.
«Одной из впечатляющих особенностей этого материала является то, что он сохраняет эффективность в течение длительного времени. И он гибкий. Он работает эффективно при нормальной комнатной температуре до примерно 150 градусов Цельсия, что делает его очень полезным. Благодаря такой устойчивости к высоким температурам материал можно использовать в конце промышленных предприятий, где выхлопные газы обычно горячие», — говорит Дживун Ли.
Исследователи уверены в потенциале своего материала не только в лаборатории, но и в реальных промышленных установках по улавливанию углерода. Следующий большой шаг — масштабирование производства материала в тоннах, и они уже работают над привлечением инвестиций и превращением своего изобретения в финансово устойчивое бизнес-предприятие.
Технические проблемы исследователей не беспокоят. Вместо этого, по их словам, решающая задача — убедить лиц, принимающих решения, сделать необходимые инвестиции. Если им это удастся, изобретение может в конечном итоге привести к значительным изменениям.
Большие объёмы ПЭТ-пластика накапливаются в наших океанах, нанося ущерб экосистемам и распадаясь на микропластик, последствия которого пока неизвестны. Такой пластик очень хорошо подходит для этой технологии.
«Если мы сможем получить в свои руки сильно разложившийся ПЭТ-пластик, плавающий в мировых океанах, это будет для нас ценным ресурсом, поскольку он хорошо подходит для вторичной переработки с помощью нашего метода», — говорит Подерите.
Исследователи надеются, что их изобретение может помочь коренным образом изменить наш взгляд на климат и экологические проблемы как на отдельные проблемы.
«Мы не говорим об отдельных проблемах, и решения не будут таковыми. Наш материал может создать очень конкретный экономический стимул для очистки океанов от пластика», — говорит Дживун Ли.
Предоставлено Копенгагенским университетом.