Fra genbrug til upcycling:En smartere måde at håndtere plast på

Globalt genbruges kun omkring 20% ​​af affaldsplast. At øge dette tal er stadig en udfordring, da genbrug af plast rent kan være dyrt og normalt producerer produkter af lavere værdi, ofte gør det økonomisk rentabelt.

Den nye metode fra forskere ved RMIT University kan producere produkter af høj værdi af plast-kulstof-nanorør og rent flydende brændstof-samtidig med at cykliske landbrugs- og organisk affald opløses.

Teamets totrinsproces, afsløret i Journal of Environmental Management , omdanner organisk affald til en kulrig og høj værdi af kul, bruger derefter dette som en katalysator til at opdyrke plasten.

Lederforsker lektor Kalpit Shah sagde, at oprydning af to massive affaldsstrømme gennem en cirkulær økonomi -tilgang kunne give betydelige økonomiske og miljømæssige fordele.

"Vores metode er ren, omkostningseffektiv og let skalerbar, "Sagde Shah.

"Det er en smart løsning til at omdanne både brugt plastik og organisk affald - uanset om der er masser af biomasse fra en gård eller madaffald og haveklip fra husholdningens grønne skraldespande.

"Vi håber, at denne teknologi i fremtiden kan bruges af lokale råd og kommunale regeringer til at hjælpe med at gøre dette affald til reelle indtægtsstrømme.

"Da Australien forbyder eksport af affaldsplastik fra næste år, Det er vigtigt, at vi undersøger bæredygtige og omkostningseffektive alternativer ud over genanvendelse.

"Upcycling af plast med hjemmelavet teknologi ville gøre det muligt for os at trække størst mulig værdi ud af vores begrænsede ressourcer og bringe os tættere på en sand cirkulær økonomi."

Uantastisk plast

Eksporten af ​​uforarbejdet enkeltharpiks/polymerplast bliver forbudt fra 1. juli, 2022, under nye australske love designet til at afvikle eksport af affaldsplast, papir, glas og dæk.

Australiens nationale mål for genbrug er, at 70% af landets plastemballage skal genanvendes eller komposteres inden 2025, men en nylig rapport fandt, at kun 9,4% af plastik blev genanvendt i 2017–2018.

Genbrug og ren energi er en af ​​seks nationale prioriteter i forbundsregeringens moderne fremstillingsstrategi.

Nanomaterialer af høj værdi

Den nye plastic upcycling tilgang tilbyder et bæredygtigt alternativ til produktion af carbon nanorør (CNT).

Disse hule, cylindriske strukturer har usædvanlige elektroniske og mekaniske egenskaber, med applikationer på tværs af en lang række sektorer, herunder brintlagring, kompositmaterialer, elektronik, brændselsceller og biomedicinske teknologier.

Carbon nanorør er i stigende efterspørgsel, især inden for luftfart og forsvar, hvor de kan lette designet af lette dele. Det globale marked for CNT'er forventes at nå 5,8 mia. Dollars i 2027.

Gør gammelt til nyt

Den nye metode starter med at konvertere landbrugs- eller organisk affald til biochar-en kulrig form for kul, der ofte bruges til at forbedre jordens sundhed.

Biochar bruges til at fjerne giftige forurenende stoffer-såsom polycykliske aromatiske kulbrinter, kendt som PAH'er - da plastaffaldet nedbrydes i dets komponenter i gas og olie.

Processen eliminerer disse forurenende stoffer og omdanner plast til flydende brændstof af høj kvalitet.

På samme tid, kulstoffet i plasten omdannes til kulnanorør, som dækker biochar.

Disse nanorør kan eksfolieres til brug i forskellige industrier, eller den nano-forbedrede biochar kan bruges direkte til miljøsanering og forstærkning af landbrugsjord.

Undersøgelsen er den første til at bruge billige og bredt tilgængelige biochar som katalysator til fremstilling af forureningsfrit brændstof og kulnanomaterialer af plast.

Shah, vicedirektør (akademisk) for ARC Training Center for Transformation of Australia's Biosolids Resource at RMIT, sagde, mens undersøgelsen kun undersøgte en type plast, ville metoden være anvendelig på en række plasttyper.

"Vi fokuserede på polypropylen, da dette er meget udbredt i emballageindustrien, " han sagde.

"Selvom vi har brug for at undersøge yderligere for at teste forskellige plastmaterialer, da kvaliteten af ​​det producerede brændstof vil variere, den metode, vi har udviklet, er generelt velegnet til opcycling af enhver polymer - grundingredienserne til al plast. "

Hypereffektiv reaktor

Den eksperimentelle undersøgelse udført i laboratorieskala kan også replikeres i en ny type hypereffektiv reaktor, der er udviklet og patenteret af RMIT.

Reaktoren er baseret på fluidiseret lejeteknologi og tilbyder betydelig forbedring af varme og masseoverførsel, at reducere de samlede kapital- og driftsomkostninger.

De næste trin for upcycling -forskningen vil indebære detaljeret computermodellering for at optimere metodikken, efterfulgt af pilotforsøg i reaktoren.

Teamet fra RMIT's School of Engineering er ivrige efter at samarbejde med plast- og affaldsindustrien for at fremme forskningen og undersøge andre potentielle anvendelser af upcycling -metoden.