Алексей Никулин Исследователи из Кембриджского университета разработали реактор на солнечной энергии, способный перерабатывать сложные виды пластикового мусора с помощью кислоты из отработанных автомобильных аккумуляторов. Установка преобразует отходы – в том числе нейлоновый текстиль и полиуретановые пены – в экологически чистое водородное топливо и химическое сырье. Результаты работы опубликованы в научном журнале Joule.
Ежегодно в мире производится более 400 млн тонн пластика, из которых перерабатывается лишь 18%. Остальной объем сжигается, отправляется на полигоны или загрязняет экосистемы. Разработанная британскими химиками технология фотореформинга ориентирована на утилизацию смешанных и прочных полимеров, не имеющих сегодня рентабельных схем вторичного использования.
В основе метода – применение нового фотокатализатора, устойчивого к агрессивным средам. Процесс протекает в два этапа: сначала пластик обрабатывается аккумуляторной кислотой, расщепляющей длинные полимерные цепи на базовые химические элементы. Затем под воздействием солнечного света катализатор преобразует полученную субстанцию в водород и уксусную кислоту.
Проект решает проблему одновременной утилизации двух видов отходов. Стандартные автомобильные аккумуляторы содержат до 40% кислоты по объему. При их переработке обычно извлекается только свинец, тогда как электролит требует дорогостоящей нейтрализации. Ученые предложили изымать кислоту до этапа обезвреживания и многократно использовать ее для расщепления пластика.
В ходе лабораторных испытаний реактор непрерывно функционировал более 260 часов без снижения производительности. Использование бросового кислотного сырья, по оценкам инженеров, может снизить себестоимость процесса на порядок по сравнению с существующими аналогами.
«Мы всегда считали, что кислота неприменима в подобных солнечных установках, поскольку она разрушает компоненты. Однако созданный нами катализатор выдержал нагрузку, открыв доступ к целому спектру новых реакций», – рассказал руководитель исследования профессор Эрвин Рейснер из Кембриджа.
Авторы подчеркивают, что их разработка не призвана полностью заменить традиционный рециклинг, но может существенно его дополнить. Сейчас перед исследователями стоит задача инженерной оптимизации реакторов для непрерывной работы в промышленных масштабах. Команда готовит коммерциализацию процесса при поддержке университетского фонда Cambridge Enterprise.
