Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Szwedzi opracowali technologię 100-procentowego recyklingu tworzyw sztucznych

Recommended Posts

Szwedzcy naukowcy z Uniwersytetu Technologiczne Chalmers opracowali wydajną metodę rozbijania dowolnego tworzywa sztucznego na molekuły. Uzyskany w ten sposób gaz można następnie wykorzystać do produkcji tworzywa o takiej samej jakości, co produkt oryginalny. Nowa technologia nadaje się do zastosowania w już istniejących zakładach przeróbki odpadów sztucznych.

Nie zapominajmy, że plastik to fantastyczny materiał. Dzięki niemu mamy produkty, o których bez niego moglibyśmy tylko pomarzyć. Problemem jest fakt, że jego produkcja jest tak tania, iż bardziej opłaca się wytwarzać nowe tworzywa sztuczne z ropy niż zajmować się recyklingiem plastikowych odpadów, mówi Henrik Thunman.

Naukowcom udało się jednak opracować proces, który może to zmienić.

Dzięki znalezieniu odpowiedniej temperatury, około 850 stopni Celsjusza, odpowiedniego tempa i czasu ogrzewania, wykazaliśmy, że w ciągu godziny możemy zamienić 200 kilogramów tworzyw sztucznych w użyteczny gaz. Ten można następnie przetworzyć na poziomie molekularnym i uzyskać plastik takiej samej jakości jak ten oryginalny, wyjaśnia Thunman.

Obecnie na świecie przetwarza się jedynie niewielką część tworzyw sztucznych, a i tutaj zwykle po przetworzeniu uzyskuje się plastik niskiej jakości. Większość tego typu materiałów ląduje na wysypiskach lub jest spalana. Obecnie wykorzystywane technologie pozwalają przeważnie na uzyskiwanie po recyklingu tworzywa coraz gorszej jakości. W końcu jest ona tak zła, że nie pozostaje nic innego niż takie tworzywo wyrzucić lub spalić. My skupiliśmy się na przechwyceniu atomów węgla z plastiku i wykorzystaniu ich do stworzenia tworzywa o oryginalnej jakości. W ten sposób uzyskaliśmy rzeczywisty recykling, dodają Szwedzi.

Twórcy nowej metody informują, że nie tylko nadaje się ona do pracy z każdym rodzajem tworzyw sztucznych, ale można ją stosować na wielką skalę, tam, gdzie trzeba przetwarzać dziesiątki tysięcy ton odpadów. Ze szczegółami szwedzkiej technologii można zapoznać się w artykule opublikowanym na łamach Sustainable Materials and Technologies.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ilość plastiku nanoszona na plaże na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest obecnie 10-krotnie większa niż przed dekadą, czytamy w Current Biology. Naukowcy sprawdzili, ile plastiku znajduje się w morzach otaczających odległe części brytyjskich terytoriów zamorskich. W badaniach uwzględniono również obszary na których istnieją lub są proponowane rezerwaty morskie.
      Po raz pierwszy w historii badania wykazały, że zanieczyszczenie plastikiem plaż na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest niemal takie same, jak na uprzemysłowionych obszarach wybrzeży Północnego Atlantyku.
      Grupa naukowców z 10 różnych organizacji odbyła w latach 2013–2018 cztery wyprawy badawcze na pokładzie statku RRS James Clark Ross. Naukowcy badali powierzchnię wody, kolumnę wody, dno morskie, plaże i zwierzęta należące do 26 gatunków.
      Zauważono znaczący wzrost ilości plastiku na wszystkich badanych obszarach. Na plażach plastik stanowi ponad 90% wyrzucanych przez morze szczątków, a jego ilość znajduje się na rekordowo wysokim poziomie.
      Przed trzema dekadami wyspy te, należące do najbardziej odległych miejsc na planecie, były niemal dziewicze. W tym czasie ilość znajdowanych tam plastikowych śmieci wzrosła 100-krotnie. Plastik jest tak powszechny, że dotarł na dno oceanu. Znaleźliśmy go w całym łańcuchu pokarmowym, od planktonu po drapieżne ptaki morskie, mówi główny autor badań doktor David Barnes z British Antarctic Survey.
      Największą koncentrację plastiku stwierdzono na plażach. W 2018 roku na każdy metr wybrzeża Falklandów Wschodnich i Świętej Heleny przypadało do 300 fragmentów plastiku – to 10-krotnie więcej niż przed dekadą. Zrozumienie skali problemu to pierwszy krok w kierunku wspomożenia biznesu, przemysłu i społeczeństwa w poradzeniu sobie z tym problemem, dodaje Barnes.
      Plastikowe śmieci zabijają każdego roku 100 milionów zwierząt morskich. Giną one zaplątane w plastik, zatrute plastikiem i wskutek zatkania przewodu pokarmowego przez połknięty plastik. Dla odległych wysp, o unikatowym ekosystemie, poważnym problemem jest też fakt, że na plastikowych odpadach mogą na nie przybywać gatunki inwazyjne. A najnowsze badania pokazują, że zanieczyszczenie plastikiem to nie tylko problem obszarów uprzemysłowionych, ale dotyka on nawet najbardziej odległych obszarów planety, które jeszcze mają dobrze zachowaną bioróżnorodność.
      Te wyspy i ocean wokół nich to strażnicy zdrowia naszej planety. Pękają nam serca gdy widzimy albatrosy połykające plastik na pustkowiach tysiące kilometrów od ludzkich siedzib. To potężny dzwonek alarmowy. Jeśli nic z tym nie zrobimy, zagrożone będą nie tylko różne gatunki zwierząt, ale załamie się cały ekosystem, od którego zależy przetrwanie wielu społeczności ludzkich, mówi biolog Andy Schofield z Królewskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Janice Brahney, biogeochemik z Utah State University chciała zbadać, jak wiatr roznosi składniki odżywcze w ekosystemie. Przez przypadek wykazała, jak bardzo zaśmieciliśmy planetę plastikiem. Okazało się, że amerykańskie parki narodowe, a więc obszary szczególnie chronione, oraz odległe niedostępne dzikie tereny są dosłownie zasypywane plastikowym pyłem. Każdego roku spada na nie ponad 1000 ton pyłu z tworzyw sztucznych.
      Ten mikroplastik pochodzi z ubrań, dywanów, a nawet farby w sprayu. Około 25% z tych odpadów ma swoje źródło w najbliższych miastach, reszta wędruje z wiatrem z dalszych okolic.
      W celu przeprowadzenia badań Brahney i jej zespół nawiązali współpracę z National Atmospheric Deposition Program i zbierali próbki pyłów ze stacji pogodowych, zbierających głównie informacje o opadach. Stacje NADP znajdują się najczęściej w odległych regionach kraju. Brahey zaczęła badać próbki z 11 stacji na zachodzie USA, w tym z Wielkiego Kanionu i Joshua Tree National Park. Oglądając je pod mikroskopem stwierdziła liczne fragmenty w jaskrawych kolorach. Zdałam sobie sprawę, że patrzę na plastik. Byłam w szoku, mówi uczona.
      Jako, że program jej prac nie przewidywał finansowania badań nad plastikiem, musiała zajmować się tym w wolnym czasie. Wieczorami i w weekendy liczyła i analizowała zgromadzone odrobinki plastiku.
      Stwierdziła, że w jej próbkach jest niemal 15 000 niewielkich fragmentów plastiku. Były to głównie małe włókna pochodzące prawdopodobnie z ubrań, dywanów i innych tekstyliów. Zauważyła, że około 30% stanowią jaskrawe mikrosfery, które są mniejsze niż plastikowe mikrosfery używane w kosmetykach czy innych produktach higienicznych. Uczona doszła do wniosku, że mikrosfery te pochodzą z farb w spreju.
      Po szczegółowych badaniach i obliczeniach zespół Brahney szacuje, że każdego dnia na każdym metrze kwadratowym dzikich terenów w USA lądują... 132 kawałki mikroplastiku. Innymi słowy na teren parków narodowych i innych obszarów chronionych na zachodzie USA opada ponad 1000 ton plastiku. To tak, jakby rozrzucać tam dziesiątki milionów plastikowych butelek.
      Naukowcy użyli modeli pogodowych, by sprawdzić, skąd pochodzi ten plastik. Okazało się, że źródłem większości są wielkie miasta i ich okolice. Większość plastiku pochodzi też z odległych miejsc, jest niesiona przez wiatry wiejące na dużej wysokości. Ponadto aż 75% plastiku opada gdy nie ma deszczu. Fragmenty opadające w czasie suchej pogody są też mniejsze, prawdopodobnie mogą wędrować tysiące kilometrów. uczeni stwierdzili też, że im wyżej położne tereny, tym więcej plastiku. To zaś potwierdza, że mikroplastik jest przenoszony przez wysoko wiejące wiatry i wędruje po całym globie.
      Uczona nie wyklucza, że mikroplastik może krążyć w powietrzu całymi latami lub dziesięcioleciami. Może on osiadać na polach uprawnych, pustyniach i powierzchni oceanów, skąd jest ponownie zabierany przez wiatr i krąży po całej Ziemi. Z czasem trafia do naszych płuc i naszych żołądków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Glasgow odkryli, że odpady z tworzyw sztucznych znajdują się nawet w 80% gniazd pewnych ptaków morskich. Po raz pierwszy zidentyfikowano również źródło plastiku; przynajmniej dla części badanych gatunków.
      Analizy przeprowadzone w 2018 r. na niezamieszkałej wyspie u zachodnich wybrzeży Szkocji pokazały, że spośród 1597 zbadanych gniazd odpady tworzyw sztucznych znajdowały się aż w 625. W przypadku kormoranów czubatych (Phalacrocorax aristotelis) odsetek gniazd z plastikiem sięgał 80%. W przypadku gatunków, które co roku budują nowe gniazda - mew - czasem "tylko" 1/3 gniazd zawierała plastik.
      Duże różnice międzygatunkowe w zakresie proporcji gniazd z odpadami tworzyw sztucznych wynikają zapewne po części z różnych zachowań związanych z ich budową. Kormorany czubate korzystają z tych samych gniazd rok po roku, a więc ilość plastiku rośnie w nich z czasem.
      Co istotne, stwierdzono, że plastik w gniazdach to głównie odpady poużytkowe, wyrzucane w obszarach zabudowanych. Kończą one w gniazdach nie dlatego, że ptaki morskie aktywnie je zbierają i przenoszą do gniazda, ale dlatego, że podlegają biernemu transportowaniu przez prądy morskie - podkreśla dr Ruedi Nager.
      Danni Thompson, która współpracowała z dr. Nagerem, przyglądała się bliżej mewom srebrzystym (Larus argentatus), najliczniejszemu gatunkowi na Lady Isle.
      Ponieważ mewy srebrzyste często żerują na wysypiskach, chcieliśmy sprawdzić, czy połykają przy tym plastik i przynoszą go do gniazd - opowiada Thompson.
      Bazując na zdjęciach gniazd i tworzyw znalezionych w zwróconych resztkach pokarmu w miejscu gniazdowania, naukowcy mogli porównać rodzaj i kolor plastiku pochodzącego z regurgitacji i wbudowanego w konstrukcję. Gdyby źródłem materiału w gnieździe były kawałki pochodzące z żerowania w obszarach zamieszkanych, można by się spodziewać sporych podobieństw między kawałkami ze zwróconej treści i gniazda.
      Okazało się jednak, że rodzaj plastiku z diety różnił się od znalezionego w gnieździe, co pokazało nam, że plastik z gniazd dostał się tu w inny sposób - opowiada dr Nager.
      Naukowcy sporządzili mapę wszystkich gniazd na wyspie i sprawdzili, czy gniazda z odpadami tworzyw sztucznych są równo rozmieszczone. Okazało się, że gniazda z północy Lady Isle, które znajdują się bliżej strefy pływów od strony stałego lądu, częściej zawierają plastik (o ile w południowej połowie wyspy plastik wchodził w skład 32,1% gniazd mew srebrzystych, o tyle na północy odsetek ten wynosił już 42,3%). To sugeruje, że plastik w gniazdach pochodzi z lądu i jest wymywany na brzeg. Jednym słowem, ptaki mogą go zbierać z bezpośredniego otoczenia gniazda.
      Jak podali autorzy raportu z Marine Pollution Bulletin, plastik wykryto w 80% gniazd kormoranów czubatych, 53% gniazd mew siodłatych (Larus marinus), 35% gniazd mew srebrzystych, a także 25% gniazd mew żółtonogich (Larus fuscus) i kormoranów zwyczajnych (Phalacrocorax carbo).
      Liczebność populacji ptaków morskich na świecie spada, dlatego tak ważne jest, by zrozumieć wszystkie działające na nie presje. Ptaki te stykają się z zanieczyszczeniem plastikiem, bo zjadają tworzywa sztuczne, zaplątują się w odpady (np. sieci czy torby) i wreszcie wbudowują tworzywa w swoje gniazda. Ostatnie z opisanych zjawisk może wpływać na jakość i właściwości gniazd, negatywnie oddziałując na jaja i pisklęta. Możliwe także, że dorosłe ptaki i pisklęta zaplątują się w resztki tworzyw i giną.
      Wykorzystanie dokumentacji fotograficznej do monitorowania ilości/akumulacji plastiku, a także do identyfikacji jego pochodzenia pozwoli, wg biologów, lepiej zaplanować działania ochronne, np. wybrać plaże, które należałoby posprzątać w pierwszej kolejności.
       

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kilkanaście wieków po upadku Imperium Romanum Rzymianie wciąż potrafią nas zaskoczyć. W jednym najbardziej znanych rzymskich stanowisk archeologicznych odkryto, że Rzymianie... zajmowali się też recyklingiem. Sortowali odpady i je ponownie wykorzystywali.
      Profesor Allison Emmerson, która jest częścią dużego amerykańskiego zespołu pracującego w Pompejach mówi, że wzdłuż północnych murów miasta znajdowały się wielkie hałdy odpadów. Niektóre z nich były wysokie na kilkanaście metrów i były złożone m.in. z resztek ceramiki i zaprawy murarskiej.
      Dotychczas sądzono, że to pozostałości po trzęsieniu ziemi, które nawiedziło miasto na 17 lat przed erupcją Wezuwiusza. W połowie XX wieku większość takich hałd zlikwidowano, ale do dzisiaj odkrywane są nowe.
      Teraz naukowcy, którzy przeanalizowali te odpady stwierdzili, że były one ponownie wykorzystywane. Część z nich użyto do wyrównania terenu, podobnie jak i dzisiaj wykorzystujemy ten rodzaj odpadów. Część zaś została włączona w nowe budynki i stworzono z nich np. podłogi.
      Emmerson oraz jej koledzy Steven Ellis i Kevin Dicus z University of Cincinnati, badali, w jaki sposób były budowane Pompeje. Odkryliśmy, że część miasta zbudowano z odpadków. Hałdy na zewnątrz murów nie były stosami odpadów, których chciano się pozbyć. Były one tam składowane, sortowane i ponownie sprzedawane w mieście, mówi uczona. Naukowcy przeanalizowali grunt, by zbadać transport odpadków wewnątrz miasta. Gleba, którą badaliśmy, była zróżnicowana, w zależności od tego, gdzie oryginalnie znajdował się odpadek. Gdy został on wrzucony do latryny czy szamba, zostawił po sobie glebę bogatą w składniki organiczne. Gdy zaś był składowany na ulicy czy poza murami miejskimi, pozostawała po nim bardziej piaszczysta gleba. Dzięki tej różnicy mogliśmy stwierdzić, czy odpad powstał w miejscu, w którym go znaleźliśmy, czy też pochodził z innego miejsca, został poddany sortowaniu i ponownie użyty.
      W niektórych ścianach można znaleźć fragmenty naczyń czy kafelków, resztki zaprawy murarskiej i tynku. Niemal wszystkie takie ściany pokryto tynkiem, ukrywając ten bałagan, dodaje.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedynie około 30% plastiku wykorzystywanego do produkcji plastikowych butelek jest poddawanych recyklingowi. Zwykle w efekcie otrzymujemy produkt o niskiej wytrzymałości. Teraz naukowcy poinformowali o stworzeniu enzymu, który zamienia 90% plastiku w materiał wyjściowy, dzięki czemu możliwe byłoby stworzenie produktu o takich samych właściwościach co wcześniej. Obecnie trwają prace nad skalowaniem technologii i otwarciem w przyszłym roku demonstracyjnego zakładu recyklingu.
      To olbrzymi krok naprzód, mówi John McGeehan, który na University of Portsmouth kieruje centrum opracowującym innowacyjne enzymy. McGeehan nie brał udziału w opracowaniu nowego wynalazku.
      Poli(tereftalan etylenu) – PET –  to jedno z najszerzej stosowanych tworzyw sztucznych. Każdego roku wytwarza się go około 70 milionów ton i powszechnie produkuje się z niego butelki. Butelki PET są poddawane recyklingowi w wielu miejscach, lecz w procesie tym występują liczne problemy. Zakłady recyklingu otrzymują bowiem olbrzymią liczbę PET-ów w różnych kolorach. Materiał jest poddawany działaniu wysokich temperatur i powstaje szara lub czarna masa, której firmy nie chcą używać do produkcji opakowań. Z takiego materiału najczęściej produkuje się włókna plastikowe o niskiej jakości, z których wytwarzane są np. wykładziny podłogowe. Po jakimś czasie trafiają one na wysypisko śmieci lub do spalarni. To nie jest recykling, mówi McGeehan.
      W 2012 roku na Uniwersytecie w Osace opisano enzym LLC, który jest w stanie przerywać wiązania pomiędzy tereftalanem a glikolem etylenowym. To zdecydowanie za mało, a ponadto enzym ten przestaje działać zaledwie po kilku dniach pracy w temperaturze 65 stopni Celsjusza, która jest potrzebna, by zmiękczyć materiał i umożliwić LLC dotarcie do jego wnętrza.
      Teraz Alain Marty, główny naukowiec z firmy Carbios oraz Isabelle Andre z Uniwersytetu w Tuluzie, która specjalizuje się w inżynierii enzymów, postanowili udoskonalić LLC. Zidentyfikowali miejsca, w których enzym przyłącza się do PET i stworzyli setki odmian LLC ze zmienionymi miejscami oraz z dodanymi elementami zwiększającymi stabilność enzymu w wysokich temperaturach. Następnie umieścili najlepsze ze swoich enzymów w bakteriach, namnożyli je i przeanalizowali pod kątem tych, które najbardziej efektywnie rozkładają PET.
      W końcu otrzymali zmutowany enzym, który jest 10 000 razy bardziej efektywny w rozkładaniu PET niż LLC i może bez przeszkód pracować w temperaturze 72 stopni Celsjusza.
      Podczas prób w małym reaktorze testowym okazało się, że zmodyfikowany LLC jest w stanie rozłożyć 90% z 200-gramowego ładunku PET w ciągu 10 godzin. Uzyskane w ten sposób składniki zostały wykorzystane do ponownej produkcji butelek PET i okazało się, że mają one takie same właściwości, jak oryginalne butelki, z których powstały.
      McGeehan zauważa, że jedną z największych zalet nowego enzymu jest fakt, że z materiału poddanego recyklingowi otrzymujemy materiał wyjściowy do produkcji PET o właściwościach takich, jak materiał pierwotny. Co więcej, otrzymujemy go nawet wówczas, gdy w poddawanym recyklingowi materiale znajdują się PET o różnych kolorach czy plastiki inne niż PET. Dzieje się tak dlatego, że zmodyfikowany LLC przerywa wyłącznie wiązania pomiędzy oboma składnikami PET, przywracając je do formy wyjściowej. Pomija przy tym wszystko inne, w tym barwniki czy inne tworzywa sztuczne.
      Firma Carbios już buduje zakład, który ma przetwarzać setki ton PET rocznie. Jeśli technologia będzie działała jak należy, a jej wykorzystanie będzie ekonomicznie uzasadnione, być może poradzimy sobie z recyklingiem jednego z najbardziej rozpowszechnionych tworzyw sztucznych.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...