Saules fotoreformēšana: akumulatoru skābe un plastmasa

Veco automašīnu akumulatoru skābi parasti uzskata par slogu: korozīvu, netīru un neattaisno izmaksas, tiklīdz svins ir atgūts. Taču Kembridžas Universitātes pētnieki atraduši veidu, kā panākt, lai šis nevēlamais šķidrums dara kaut ko daudz interesantāku. Jaunā rakstā žurnālā Joule viņi parāda, ka iztērētā akumulatoru skābe var palīdzēt sadalīt plastmasas atkritumus un vienlaikus ražot tīru ūdeņradi.

Šāda ķīmija šķiet neticama, kamēr nerodas skaitļi, kas to apstiprina. Komanda norāda, ka viņu ar saules enerģiju darbināmais reaktors strādāja vairāk nekā 260 stundas bez ievērojamas veiktspējas samazināšanās, kas liecina, ka process var būt daudz izturīgāks nekā daudzi agrīnie laboratorijas risinājumi. Ne mazāk svarīgi, pētnieki uzskata, ka tas var darboties ar vairāku veidu plastmasas atkritumiem, ne tikai ar šauru materiālu loku.

Viena atkritumu plūsma satiekas ar citu

Pievilcība ir acīmredzama. Pasaule grimst plastmasā, katru gadu tiek ražoti simtiem miljonu tonnu, kamēr pārstrādes rādītāji paliek sāpīgi zemi. Tajā pašā laikā svina-skābes automašīnu akumulatori satur ievērojamu skābes daudzumu, ko parasti neitrālina un izmet pēc vērtīgā metāla atgūšanas. Divas atkritumu problēmas. Viena praktiska pieeja.

Gadu gaitā zinātnieki zināja, ka skābes var palīdzēt plastmasu sadalīt. Rieva bija izturība. Lielākā daļa katalizatoru nespēj ilgi izturēt skarbas skābes vides, kas apgrūtina plaša mēroga izmantošanu. Kay Kwarteng, pētījuma galvenā autore un doktora studente Kembridžā, sacīja, ka izaicinājums bija atrast lētu fotokatalizatoru, kas spētu izturēt šo vidi, nesabrūkot.

Tieši šeit radās izrāviens. Komanda izstrādāja katalizatoru, kas nesabrūk skābā un ļauj izveidoties slēgtam ciklam, kur vienas rūpnieciskas atkritumu plūsmas izvade kļūst par ievadi citam lietderīgam procesam. Rezultāts ir aprites sistēma, kas mazāk līdzinās tradicionālai pārstrādei un vairāk nozīmē atkritumu pārdomāšanu no pamatiem.

Saules gaisma, skābe un plastmasa vienā reaktorā

Process, ko pētnieki sauc par saules dzināmu skābes fotoreformēšanu, ir pārsteidzoši elegants. Pirmkārt, iztērētā akumulatoru skābe palīdz sadalīt plastmasas atkritumus vienkāršākos ķīmiskos savienojumos, piemēram, etilēnglikolā, ko izmanto produktos no antifrīza līdz tintēm. Pēc tam saules gaisma paveic pārējo: fotokatalizators pārvērš maisījumu ūdeņradī un etiķskābē, kas plašāk pazīstama kā etiķa galvenā sastāvdaļa.

Vienkārši sakot, sistēma pārvērš izmestās plastmasas un izmesto skābi par kaut ko ar reālu enerģētisku vērtību. Šāda ķīmija ir pievilcīga tīrās enerģijas nozarē: kompakta, efektīva un, ja to izdosies mērogot, potenciāli noderīga reālajā pasaulē. Komanda arī ziņoja, ka katalizators saglabājās aktīvs 11 dienas, jeb apmēram 264 stundas, bez būtiska veiktspējas pasliktināšanās.

Protams, tas joprojām ir laboratorijas darbs, nevis gatavs komerciāls produkts. Pētnieki skaidri norāda, ka nepieciešama plašāka testēšana, īpaši, lai saprastu, cik ilgi reaktori var darboties un kā tie uzvedas ārpus kontrolētajiem apstākļiem. Un nē, tas nav brīnumlīdzeklis globālajai plastmasas krīzei. Parastā pārstrāde joprojām ir svarīga un, visticamāk, tā saglabās nozīmi vēl ilgi.

Tomēr plašāka ziņa ir grūti ignorēt. Atkritumiem nav jāpaliek atkritumiem. Kā pētījuma vecākais autors Erwin Reisner sacīja, ideja ir radīt vērtību no tā, ko citādi izmestu. Izmantojot saules gaismu un izmesto akumulatoru skābi ūdeņraža ražošanai, nevar atrisināt visas vides problēmas, taču šī pieeja var atvērt ļoti daudzsološu jaunu ceļu.