Новые технологии превратят пластик в возобновляемый ресурс

Уже в ближайшие пять лет подход к переработке пластикового мусора может радикально измениться. Сейчас ученые корпорации IBM тестируют технологию, которая способна превратить пластиковую упаковку и даже синтетические ткани в чистое сырье для производства новых изделий из пластика. Если технология станет массовой, мы больше не будем испытывать угрызения совести, покупая воду в ПЭТ-бутылках или ягоды в контейнерах.

Глобальная угроза

Человечество уже произвело 8 млрд метрических тонн пластика, и эта цифра непрерывно растет. Половина всех пластиковых изделий становится мусором меньше, чем через год после выхода с конвейера. При этом большая часть этих отходов не перерабатывается, а попадает на свалки, а оттуда — часто в сточные воды. В общей сложности в Мировой океан ежегодно проникает 8 млн тонн ПЭТ — одного из самых популярных видов пластика и ключевого компонента в производстве упаковки для продуктов питания, напитков и текстильных волокон. По прогнозам, к 2050 году в океане будет плавать больше пластмассы, чем рыбы. Токсичные отходы попадают в организм морских обитателей, а вместе с ними микрочастицы пластика оказываются и в кишечнике человека.

С проблемой пластикового мусора можно бороться, ограничив производство. К примеру, в Евросоюзе с 2021 года будет запрещено выпускать пластиковую одноразовую посуду и соломинки для напитков. Порядка 60 стран частично или полностью запретили одноразовые пакеты, а во многих странах бытовые отходы отправляют на переработку и вторично используют. В этой сфере уже добились определенного успеха Германия, Япония, Южная Корея, Словения, Австрия и другие.

Однако переработка пластика — занятие дорогое и не всегда эффективное. Прежде всего собранный мусор требует предварительной трудоемкой ручной сортировки. После этого пластик приходится очищать и дробить на мелкие частицы. При этом нынешние технологии не позволяют сохранять свойства пластика: при переработке он желтеет, теряет товарный вид и уже не годится для производства пищевой тары, то есть не может полноценно использоваться вновь. Разные виды пластика требуют разной переработки, а люди в большинстве своем не готовы задумываться, куда выкинуть пакеты из-под молока, куда — упаковку из-под сладостей, а куда — использованные влажные салфетки. И меньше всего им хочется мыть контейнеры, прежде чем отправить их в мусорный бак. Во многих странах сортировка отходов и их очистка от остатков пищи ложится на мусороперерабатывающие заводы, но при этом стоимость утилизации мусора для населения существенно возрастает.

Новый метод переработки ПЭТ

В этом году ученые IBM представили каталитический химический процесс, который разлагает синтетические полиэфирные пластмассы до состояния порошка — готового сырья для производства ПЭТ-упаковки. Этот процесс невозможен без особого катализатора — вещества, ускоряющего химическую реакцию. Новую технологию переработки назвали VolCat (происходит от английского volatile catalyst — «летучий катализатор»).

Принцип работы VolCat довольно прост. Пластиковые бутылки, контейнеры и ткани на основе ПЭТ собирают, измельчают и объединяют с химическим катализатором под давлением в печи, настроенной на температуру выше 200°С. При нагревании под небольшим давлением катализатор расщепляет измельченный пластик и при этом одновременно устраняет все загрязнения — остатки пищи, клей, грязь, красители и пигменты. Когда процесс завершается, полученный мономер фильтруют и охлаждают, а катализатор отгоняют для повторного использования путём дистилляции, используя температуру произошедшей химической реакции — процесс получается энергоэффективным.

Полученное вещество в виде порошка можно сразу загружать в машины для производства пластмасс, а извлеченный раствор вместе с катализатором возвращается в новый цикл переработки. Таким образом, из опасного и токсичного отхода ПЭТ превращается в возобновляемый ресурс, который может использоваться вновь и вновь.

Важное достоинство технологии VolCat — ее универсальность. Она способна «переварить» цветные и прозрачные материалы, грязные и чистые контейнеры. Это значит, что людям больше не придется сортировать пластиковую упаковку и ополаскивать ее. Все отходы ПЭТ можно будет сразу выбрасывать в контейнер для пластикового мусора.

Тем, кто занимается переработкой отходов, VolCat тоже даст дополнительные преимущества. Во-первых, с внедрением новой технологии весь процесс расщепления пластика будет занимать несколько часов, в то время как сейчас он растягивается на несколько дней. Во-вторых, он потребует меньшего количества электроэнергии. А в-третьих, на выходе реакции будет получаться конкурентоспособное сырье, а не материал с весьма ограниченной областью применения.

Порошок, в который VolCat превращает отходы, вполне самодостаточен: чтобы сделать новую пластиковую тару, к нему не нужно добавлять новый ПЭТ, полученный из нефтепродуктов. То есть производство пластика станет более дешевым и экологичным.

Превратить отходы в сырье

Пока новая технология исследуется в лаборатории IBM и еще не достигла стадии коммерциализации. Чтобы добиться успеха в создании замкнутого цикла по использованию пластика, компания планирует сотрудничать с другими исследователями, производителями ПЭТ, специалистами по переработке, производителями товаров широкого потребления и синтетического текстиля.

Предполагается, что систему VolCat можно будет присоединять к действующим линиям по выпуску пластика. Ученые надеются, что, когда новая технология будет отработана, она станет действенным средством в борьбе с глобальной проблемой загрязнения пластиком.

А нам, потребителям, стоит привыкать к раздельному сбору мусора, ведь это первый и необходимый шаг к внедрению потенциально прорывной технологии.

Еще больше о технологических прорывах - на фестивале Geek Picnic. Остался всего месяц! Успейте купить билеты!

Для Москвы:

Для Санкт-Петербурга: