بسیاری از مردم تصور می‌کنند اگر یک بطری پلاستیکی را در سطل بازیافت بیندازند، دوباره به چرخه طبیعت بازمی‌گردد. اما در واقع بخش بزرگی از این پسماندها همچنان سوزانده یا دفن می‌شوند و حتی بخش بازیافت‌شده نیز به فرایندی تبدیل می‌شود که در بسیاری موارد، انرژی بیشتری از ظرفیت و توان بسیاری از سیستم‌های موجود مصرف می‌کند.

اکنون، گروهی از شیمیدانان در انگلستان این سوال را مطرح کردند که «آیا پلاستیک دور ریخته‌شده می‌تواند کاری بیش از بازیافت انجام دهد یا خیر؟». متخصصان برای دستیابی به پاسخ این سوال، پنل خورشیدی ساختند که از چیزی جز نور خورشید برای تجزیه پلاستیک و تبدیل آن به سوخت هیدروژنی پاک استفاده نمی‌کند.

این ایده جدید نیست؛ دانشمندان پیش از این نیز نشان داده بودند که نور می‌تواند پلاستیک را تجزیه و هیدروژن آزاد کند، اما این مورد فقط روی پنل‌های کوچک زیر لامپ‌های آزمایشگاهی انجام شده بود. مهمترین نکته در نحوه ساخت پنل است، نسخه‌های قدیمی‌تر به گرمای زیاد، مواد شیمیایی قوی یا مراحل کارخانه‌ای دشوار متکی بودند اما این پنل در دمای اتاق و با تجهیزاتی که عملا می‌توانید از فروشگاه ابزارآلات خریداری کنید، سرهم می‌شود.

ابتدا، پودر جاذب نور روی یک ورق شیشه اسپری می‌شود. لایه دوم شامل کبالت و زیرکونیوم است؛ دو فلز ارزان و رایج که بار اصلی واکنش‌های شیمیایی را بر عهده دارند. پنل در فضای باز، شروع به کار می‌کند. حباب‌های ریز روی سطح مرطوب حرکت می‌کنند و سوخت هیدروژن را به‌طور مستقیم از مخلوط زباله استخراج می‌کنند. این پنل به‌صورت پاک عمل می‌کند و تنها محصول نهایی آن آب است.

نتایج نشان داد که هیدروژن، تنها محصول این پنل نبود، این واکنش شیمیایی همچنین زباله‌های پلاستیکی را به مواد شیمیایی مورد نیاز صنایع تجزیه می‌کرد. به این ترتیب، این پنل می‌تواند بیش از یک نوع پسماند را مدیریت کند؛ قابلیتی که پیش‌تر در مقیاس‌های کوچک‌تر در پژوهش‌ها بررسی شده بود.

در این آزمایش، پنل روی الیاف گیاهی و همچنین قطعات پلاستیکی شفاف بریده‌شده از یک بطری واقعی نوشابه گازدار عمل کرد. نتایج نشان داد، قندها به‌راحتی تجزیه می‌شوند و بیشترین میزان گاز را آزاد می‌کنند، در حالی که مواد گیاهی سخت‌تر تجزیه شده و گاز کمتری تولید می‌کنند.

با وجود تمام وعده‌ها، پنل‌ها برای سقف کارخانه‌ای آماده نیستند زیرا در بلندمدت، پوشش فلزی به آرامی از روی شیشه شسته می‌شود و عملکرد آن کاهش می‌یابد. عدم دوام، نقطه ضعف این فناوری است اما یک راه‌حل وجود دارد. اسپری مجدد پوشش، پنل‌ها را در آزمایش‌ها ترمیم کرد که نشان می‌دهد می‌توان آنها را به جای تعویض در مرحله نوسازی قرار داد.

پیش از این، هیچ‌کس این نوع پنل تبدیل پلاستیک به سوخت را در این اندازه و با استفاده از روش‌های ساخته‌شده برای مقیاس بزرگ، در فضای باز اجرا نکرده بود. اگر مشکل دوام نیز برطرف شود، پنل‌هایی مانند این می‌توانند در کنار تصفیه‌خانه‌های زباله قرار گیرند و بطری‌ها را به جای دفن به سوخت تبدیل کنند.

پوشش‌های ارزان‌تر و جاذب‌های نور بهتر، اهداف بعدی هستند. تجزیه‌وتحلیل هزینه حتی به مهندسان نشان می‌دهد که دقیقا کجا باید تلاش کنند

بر اساس گزارش ارث، موفقیت این نیست که زباله‌های پلاستیکی می‌توانند با منابع سوخت امروزی رقابت کنند بلکه این فناوری از آزمایشگاه خارج شده و در شرایط دنیای واقعی خود را اثبات کرده است و به مهندسان مسیر روشنی برای عملی کردن آن ارائه می‌دهد.

نتایج این پژوهش در مجله Nature Chemical Engineering منتشر شده است.

انتهای پیام