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2025-09-02 19:06:00
事前に混合されたプラスチック廃棄物の年齢はすぐに終わる可能性があります。秘密兵器？私たちの最も問題のあるポリマーの1つを標的とするニッケルから作られた安価な触媒。調査結果は、9月2日にジャーナルで公開された調査で詳しく説明しています 自然化学。
数十年にわたる世界的な努力の後でも、プラスチックのリサイクルは、言うよりもはるかに簡単です。イライラする現実は、主にポリオレフィンと呼ばれるポリマーのグループのおかげです。人間は毎年約2億2,000万トンのポリオレフィンベースの製品を製造しており、そのほとんどは調味料ボトル、牛乳水差し、プラスチックラップ、ゴミ袋、ジュースカートンなどの使い捨てアイテムです。
「基本的に、冷蔵庫のほとんどすべてがポリオレフィンベースです」とノースウェスタン大学の化学者であり、共著者のヨシ・クラティッシュは声明で述べました。
プラスチックは通常、触媒を使用して分解されます。これは、劣化するのに数百年または数千年かかる材料の分解をキックスタートするために、弱い化学結合を活用することができます。
私たちは毎年、ポリオレフィン製品の10％未満をリサイクルしており、埋め立て地や工業用炉のいずれかに向けた廃棄物の山をもたらします。それは、他のプラスチックが通常触媒で分解されますが、ポリオレフィンは別の物語であるためです。これらの回復力のあるポリマーは、悪名高い硬い炭素炭素結合に関連する小さな分子のため、侵食に抵抗します。
「ポリオレフィンには弱いリンクはありません。すべての絆は信じられないほど強く、化学的に非アクティブではありません」とKratish氏は言います。
現在のソリューションは、ストップガップほど「ソリューション」ではありません。ポリオレフィン製品は、細断され、溶け、低品質のプラスチックペレットにダウンサイクルすることができますが、それでも警告があります。人間支援の分離が依然として必要であり、最小量の食物残留物や非プラスチック材料でさえ、バッチ全体を損なう可能性があります。一方、燃焼ポリオレフィンには、華氏1,292度の高温が必要です。
「もちろん、すべてが燃やすことができます」とKratishは言いました。 「十分なエネルギーを適用すると、何でも二酸化炭素と水に変換できます。しかし、最小限のエネルギーを追加して最大値の製品を導出するエレガントな方法を見つけたかったのです。」
潜在的な溶液は、水素分解に存在する可能性があります。これは、水素ガスと触媒の組み合わせがポリオレフィンプラスチックを実際に有用な炭化水素に分解するプロセスです。既存の水素分解オプションには、高温と高価で高貴な金属由来の触媒も含まれますが、Kratishのチームは回避策を見つけました。
パラジウムやプラチナなどの希土類金属とは異なり、エンジニアは、カチオンニッケルと呼ばれる合成された代替品が安価で豊富で、蓄積しやすいことを発見しました。他のニッケルベースの触媒には、複数の反応部位が含まれます。 Cationic Nickelのシングルサイトバリアントにより、正確なレーザーや鋭いナイフのように機能できます。プラスチックのすべての構造を破壊する代わりに、このオプションは、これらの回復力のある炭素炭素結合をはるかに低い温度で、水素ガス圧の半分で具体的に標的にします。新しい触媒は非常に安定しているため、PVCのような悪名高い汚染物質が多いプラスチックに保持されます。
「リサイクル混合物にPVCを追加することは常に禁止されています。しかし、どうやら、それは私たちのプロセスをさらに良くしているようです」とKratishは言いました。 「それはクレイジーです。それは間違いなく誰も期待していません。」
スケーラブルで効率的であることが証明されている場合、新しい触媒は、骨の折れるプラスチックの事前ソートの必要性をほぼ根絶すると同時に、毎日放出される環境に放出されるマイクロプラスチックの量を大幅に減少させる可能性があります。
#より簡単なプラスチックリサイクルが地平線上にあります