Laboratoriet gør plastikaffald, der er svært at behandle, til kulstoffangstmester

Her er en anden ting at gøre med det bjerg af brugt plastik:få det til at opsuge overskydende kuldioxid.

Hvad der virker som en win-win for et par presserende miljøproblemer, beskriver et Rice University laboratoriums nyopdagede kemiske teknik til at forvandle affaldsplastik til en effektiv kuldioxid (CO₂ ) sorbent til industrien.

Riskemiker James Tour og co-lead forfattere Rice-alumnus Wala Algozeeb, kandidatstuderende Paul Savas og postdoc-forsker Zhe Yuan rapporterede i American Chemical Society-tidsskriftet ACS Nano at opvarmning af plastaffald i nærværelse af kaliumacetat producerede partikler med porer i nanometerskala, der fanger kuldioxidmolekyler.

Disse partikler kan bruges til at fjerne CO₂ fra røggasstrømme, rapporterede de.

"Punktkilder til CO₂ emissioner såsom udstødningsrør fra kraftværker kan udstyres med dette affaldsplastiske materiale for at fjerne enorme mængder CO₂ det ville normalt fylde atmosfæren," sagde Tour. "Det er en fantastisk måde at have et problem, plastaffald, løse et andet problem, CO₂ emissioner."

En nuværende proces til at pyrolysere plast kendt som kemisk genbrug producerer olier, gasser og voks, men kulstofbiproduktet er næsten ubrugeligt, sagde han. Men pyrolyse af plast i nærværelse af kaliumacetat producerer porøse partikler, der er i stand til at holde op til 18 % af deres egen vægt i CO₂ ved stuetemperatur.

Derudover, mens typisk kemisk genanvendelse ikke virker for polymeraffald med lavt fast kulstofindhold for at generere CO₂ sorbent, herunder polypropylen og høj- og lavdensitetspolyethylen, hovedbestanddelene i kommunalt affald, disse plastik fungerer særligt godt til at opfange CO₂ ved behandling med kaliumacetat.

Laboratoriet vurderer, at omkostningerne ved kuldioxidopsamling fra en punktkilde som post-forbrændingsrøggas vil være $21 pr. ton, langt billigere end den energikrævende, aminbaserede proces, der er almindeligt anvendt til at trække kuldioxid fra naturgastilførsler, som koster $80-$160 pr. ton.

Som aminbaserede materialer kan sorbenten genbruges. Opvarmning til omkring 75 grader Celsius (167 grader Fahrenheit) frigiver indesluttet kuldioxid fra porerne og regenererer omkring 90 % af materialets bindingssteder.

Fordi den cykler ved 75 grader Celsius, er polyvinylchloridbeholdere tilstrækkelige til at erstatte de dyre metalbeholdere, der normalt kræves. Forskerne bemærkede, at sorbenten forventes at have en længere levetid end flydende aminer, hvilket reducerer nedetiden på grund af korrosion og slamdannelse.

For at lave materialet omdannes affaldsplastik til pulver, blandes med kaliumacetat og opvarmes ved 600 C (1.112 F) i 45 minutter for at optimere porerne, hvoraf de fleste er omkring 0,7 nanometer brede. Højere temperaturer førte til bredere porer. Processen producerer også et voksbiprodukt, der kan genbruges til rengøringsmidler eller smøremidler, sagde forskerne. + Udforsk yderligere

Flash graphene rocks-strategi for plastikaffald