新しいリサイクル方法によりポリエチレン廃棄物は過去のものになる可能性がある

アデレード大学の研究者らは、光ベースの光触媒作用と太陽エネルギーを利用して廃ポリエチレンを価値ある化学物質に変換する方法を考案し、持続可能な廃棄物管理への道を切り開き、循環経済に貢献しました。

基礎研究を行っている国際科学者チームが、廃ポリエチレン（PE）を原料として利用する方法を発見した。 彼らは、光駆動型光触媒と呼ばれるプロセスを通じて、それらを貴重な化学物質に変換することに成功しました。

アデレード大学のナノテクノロジー学科長であり、エネルギー・触媒材料センター所長であるアデレード大学のShizhang Qiao教授が、研究結果をジャーナルに発表したチームを率いました。 科学の進歩。

「私たちはポリエチレンから作られたプラスチック廃棄物をエチレンとプロピオン酸にリサイクルしました」 酸っぱい 「原子的に分散した金属触媒を使用することで高い選択性が得られます」と喬教授は述べた。

「酸化と組み合わせた室温光触媒法を使用して、廃棄物を高い選択性で価値ある製品に変換しました。液体製品のほぼ 99 パーセントはプロピオン酸であり、分離が必要となる複雑な製品に伴う問題を軽減しました。エネルギーは、太陽光発電の代わりに再生可能太陽光が使用されました。」化石燃料を消費し、温室効果ガスを放出する産業プロセス。廃棄物価値戦略は主に、プラスチック廃棄物、水、太陽光、太陽エネルギーを利用して反応を強化する無毒の光触媒を含む 4 つのコンポーネントを通じて実行されます。典型的な光触媒は次のとおりです。表面にパラジウム原子が分離された二酸化チタン。

プラスチック廃棄物の課題への取り組み

現在使用されているプラ​​スチックのほとんどは廃棄され、埋め立て地に蓄積されています。 PE は世界で最も広く使用されているプラ​​スチックです。 日用食品の包装、買い物袋、試薬瓶などはすべてPE製です。 また、プラスチック廃棄物全体の中で最も大きな割合を占めており、主に埋め立て地に行き着き、環境と地球生態系に脅威を与えています。

「プラスチック廃棄物は、リサイクルして新しいプラスチックやその他の商品に加工できる未利用の資源です」と喬教授は述べた。

「ポリエチレン廃棄物の触媒リサイクルはまだ開発の初期段階にあり、ポリマーの化学的不活性と反応分子の構造の複雑さから生じる副反応のため、実用的な課題となっています。」

潜在的な影響と将来のアプリケーション

ポリエチレン廃棄物の現在のケミカルリサイクルプロセスは、400℃を超える高温で操作されており、その結果、複雑な製品配合が生じます。

エチレンは、さらに加工してさまざまな工業製品や日用品にできる重要な化学物質ですが、プロピオン酸もその防腐性と抗菌性により需要が高くなります。

チームの活動は、環境とエネルギーに関連する現代の課題に立ち向かい、循環経済に貢献することを目的としています。 今後の科学研究、廃棄物管理、化学物質の製造に役立つでしょう。

「私たちの基礎研究は、プラスチック汚染を削減し、循環経済のために廃棄物から貴重な化学物質を生産するための、環境に優しく持続可能なソリューションを提供します」とQiao教授は述べた。

「太陽エネルギー利用のための高性能光触媒の合理的な設計は、太陽光を利用した廃棄物リサイクル技術の開発に刺激を与え、情報を提供するでしょう。」

参考文献：「チタニア担持原子分散Pdによる光触媒によるプラスチック廃棄物からのエチレンとプロピオン酸の製造」 分類する「Shuai Zhang、Pingquan Xia、Yang Zhou、Liqiang Jing、Metek Jaronek、Jingrun Ran、Shi-Zhang Qiao 著、2023 年 12 月 8 日、 科学の進歩。
土井: 10.1126/sciadv.adk2407