Het proces heeft een efficiëntie van meer dan 95 % en vindt plaats bij kamertemperatuur, waardoor het goedkoper en beter schaalbaar is dan traditionele methoden.
- Moeilijk te verwerken kunststoffen omgezet in brandstof.
- Proces in één stap, lage temperatuur.
- Tot 99 % efficiëntie.
- PVC behandeld zonder vrijgave van giftige stoffen.
- Er wordt benzine en herbruikbaar zoutzuur verkregen.
- Draagt bij aan de circulaire economie.
Een doorslaggevende doorbraak: plastic afval direct en schoon omzetten in brandstof
Een internationaal team van wetenschappers heeft een revolutionaire methode in één stap ontwikkeld om plastic afval, inclusief het meest problematische zoals PVC, om te zetten in benzineachtige brandstof en herbruikbaar zoutzuur.
Het meest verrassende is dat dit alles gebeurt bij kamertemperatuur of een iets hogere temperatuur en onder atmosferische druk, wat het energieverbruik drastisch vermindert en het proces vereenvoudigt.
Met een omzettingsrendement van meer dan 95 % kan deze innovatie een keerpunt betekenen in de strijd tegen een van de grootste milieu-uitdagingen van onze tijd: de 10 miljard ton plastic die de wereld tot nu toe heeft geproduceerd, waarvan slechts een fractie daadwerkelijk wordt gerecycled.
Context van het probleem
- PVC en polyolefinen zijn veelgebruikte kunststoffen die grote hoeveelheden afval produceren.
- De chemische recycling ervan is complex, vooral bij PVC, vanwege het vrijkomen van giftige stoffen tijdens de afbraak.
Innovatief voorstel
- De studie presenteert een strategie voor chemische recycling van PVC en polyolefinen bij lage temperatuur.
- Het maakt gebruik van ionische chlooraluminaten als katalysatoren om dit afval om te zetten in:
- Vloeibare koolwaterstoffen (brandstofachtig).
- HCl (zoutzuur), dat kan worden teruggewonnen en hergebruikt.
Verder dan het laboratorium: een schaalbare en realistische methode
Het proces is ontwikkeld door onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory, Columbia University, de Technische Universiteit München en de East China Normal University en is direct gericht op daadwerkelijk industrieel gebruik.
Het gaat niet om een theoretische of te dure oplossing, maar om een technisch haalbaar alternatief dat in bestaande infrastructuren, zoals raffinaderijen of afvalverwerkingscentra, kan worden geïntegreerd.
In tegenstelling tot andere methoden van chemische upcycling, die meerdere stappen en hoge temperaturen vereisen, combineert deze techniek de afbraak en raffinage van plastic in één enkele chemische reactie.
Er wordt gebruik gemaakt van lichte isoalkanen, veelvoorkomende bijproducten van raffinaderijen, als oplosmiddelen die de omzetting van gemengde en vervuilde plastics vergemakkelijken, wat vaak voorkomt in echt afval.
Werking van het proces
- Het is een eenfasig proces dat het volgende combineert:
- Ontchlooring (verwijdering van chloor)
- Breken van C-C-bindingen
- Alkylering en waterstofuitwisseling met isobutaan of isopentaan
- Deze aanpak compenseert endotherme reacties met exotherme reacties, waardoor bij lagere temperaturen kan worden gewerkt.
Het ‘chloorprobleem’ oplossen: het geval van PVC
Polyvinylchloride (PVC) vertegenwoordigt ongeveer 10% van alle kunststoffen wereldwijd, maar de aanwezigheid ervan bemoeilijkt elke poging tot thermische of chemische recycling. Het chloorgehalte ervan genereert giftige verbindingen als het zonder voorafgaande behandeling wordt verbrand of verwerkt.
Deze nieuwe aanpak slaagt erin het chloor uit PVC te verwijderen tijdens hetzelfde proces waarin de brandstof wordt geproduceerd, waardoor gevaarlijke emissies worden vermeden en het restchloor wordt omgezet in zoutzuur (HCl).
Dit bijproduct is niet alleen gemakkelijk te neutraliseren, maar kan ook worden hergebruikt in sectoren zoals waterbehandeling, metallurgie, voeding of farmacie.
Hoge efficiëntie met echte kunststoffen
Een van de meest veelbelovende aspecten van het onderzoek is dat de technologie niet afhankelijk is van zuivere of schone kunststoffen. Bij tests met gemengd afval van PVC en polyolefinen, zoals dat gewoonlijk op stortplaatsen of in recyclingfabrieken wordt aangetroffen, werden conversiepercentages van 96 % bij slechts 80 °C bereikt.Dit opent de deur voor directe toepassing op vervuilde stromen, zonder dat deze vooraf gesorteerd hoeven te worden, een belangrijke barrière in de huidige recyclingsystemen.
Zo werden bijvoorbeeld zachte PVC-buizen, kabelisolatie en harde verpakkingen met succes omgezet in vloeibare koolwaterstoffen met 6 tot 12 koolstofatomen, de basis van commerciële benzine.
Bovendien worden door het vermijden van extreme temperaturen zowel de energiekosten als de bijbehorende uitstoot verminderd, wat de aantrekkelijkheid vanuit milieu- en economisch oogpunt versterkt.
Potentieel
Dit soort technologieën lost niet alleen het afvalprobleem op, maar verandert een bedreiging in een hulpbron. Enkele concrete manieren waarop het kan bijdragen aan een duurzamere toekomst:
- Ontlasten van stortplaatsen en gebieden die verzadigd zijn met plastic afval waarvoor momenteel geen recyclingmogelijkheden bestaan.
- Verminderen van afvalverbranding en daarmee de uitstoot van dioxines en andere verontreinigende stoffen die bij traditionele verbranding vrijkomen.
- Gebruikmaken van bestaande industriële netwerken, zoals raffinaderijen en chemische fabrieken, om het proces op te schalen zonder dat er nieuwe infrastructuur nodig is.
- Lokaal brandstof produceren uit afval, waardoor de afhankelijkheid van nieuwe aardolie wordt verminderd en de energiezekerheid wordt verbeterd.
- Een echte circulaire economie bevorderen, waarin zelfs de meest complexe kunststoffen een tweede leven krijgen als industriële grondstof.
Toepasbaarheid
- Werkt met echte mengsels van plastic afval, zelfs als deze verontreinigd zijn.
- De gebruikte reagentia (zoals isoalkanen) kunnen worden verkregen uit raffinaderijen of worden gerecycled uit het proces zelf.
Soortgelijke proefprojecten worden al uitgevoerd in Europa en Azië, met name in gebieden waar gescheiden inzameling nog niet voldoende is om afval efficiënt te sorteren. In combinatie met beleid dat de terugwinning van gemengd afval stimuleert, zoals de recente impuls van de EU voor chemische recycling, zou deze technologie een centraal onderdeel kunnen vormen van een globale strategie om de plasticcyclus te sluiten.
De sleutel is nu om de stap van het laboratorium naar de praktijk te zetten. Met oplossingen als deze zijn er geen excuses meer om te blijven begraven of verbranden wat nuttige energie voor het heden en de toekomst zou kunnen opleveren.
