Upcycling af plastikflasker kunne give dem et mere nyttigt andet liv

Forskere ved U.S. Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory (NREL) har udviklet en genbrugsproces, der transformerer engangsdrikflasker, tøj, og tæpper lavet af det almindelige polyestermateriale polyethylenterephthalat (PET) til mere værdifulde produkter med længere levetid. Deres forskning, offentliggjort 27. februar i tidsskriftet Joule , kunne hjælpe med at beskytte oceanerne mod plastikaffald ved at sætte gang i markedet for genanvendt plast.

PET er stærkt, men let, modstandsdygtig over for vand, og brudsikker - egenskaber, der gør den ekstremt populær blandt producenter. Selvom PET er genanvendeligt, de fleste af de 26 millioner tons, der produceres hvert år, ender på lossepladser eller andre steder i miljøet, hvor det tager flere hundrede år at nedbrydes biologisk. Men selv når det genbruges, processen er langt fra perfekt. Genvundet PET har en lavere værdi end originalen og kan kun genbruges én eller to gange.

"Standard PET-genbrug i dag er i bund og grund 'downcycling', " siger seniorforfatter Gregg Beckham, seniorforsker ved NREL. "Den proces, vi fandt på, er en måde at 'upcycle' PET til en lang levetid, højværdi kompositmaterialer som dem, der ville blive brugt i bildele, vindmøllevinger, surfbrætter, eller snowboards."

Holdet kombinerede genvundet PET med byggeklodser afledt af vedvarende kilder såsom affaldsanlægsbiomasse. Dette resulterede i et nyt materiale, der kombinerer genvundet PET og bæredygtigt fremskaffet, biobaserede molekyler til fremstilling af to typer fiberforstærket plast (FRP'er), som er 2-3 gange mere værdifuld end den originale PET, hvilket betyder, at fremtidige plastikflasker kan leve et lukrativt andet liv. Gennem deres samarbejde med analytikere hos NREL, holdet forudser også, at det sammensatte produkt vil kræve 57 % mindre energi at producere end genvundet PET ved hjælp af den nuværende genbrugsproces og vil udlede 40 % færre drivhusgasser end standard oliebaserede FRP'er - en væsentlig forbedring i forhold til business as usual.

"Ideen er at udvikle teknologier, der vil stimulere økonomien ved PET-genvinding, " siger Beckham. "Det er det virkelige håb – at udvikle 'second-life' upcycling-teknologier, der gør engangsaffaldsplast værdifuldt at genvinde. Det her, på tur, kunne hjælpe med at holde affaldsplastik væk fra verdenshavene og væk fra lossepladser."

Men der er stadig arbejde, der skal gøres, før denne genbrugsproces kan implementeres ud over laboratoriebænken. Holdet planlægger yderligere at analysere egenskaberne af de kompositmaterialer, der resulterer, når PET kombineres med de plantebaserede monomerer og at teste processen for skalerbarhed for at bestemme, hvor godt det kan klare sig i en fremstillingsmiljø. De håber også at udvikle kompositter, der selv kan genbruges; de nuværende kompositmaterialer kan holde år og endda årtier, men er ikke nødvendigvis genanvendelige i sidste ende. Ud over, NREL-teamet planlægger at udvikle lignende teknologier til genbrug af andre typer materialer.

"Omfanget af PET-produktion dværger omfanget af kompositfremstilling, så vi har brug for mange flere upcycling-løsninger for virkelig at gøre en global indvirkning på plastgenvinding gennem teknologier som den, der foreslås i den aktuelle undersøgelse, " siger førsteforfatter Nicholas Rorrer, en ingeniør ved NREL, som også deltog i undersøgelsen.