Uso de calefacción espaciotemporal electrificada para despolimerizar plásticos

Informe del 27 de abril de 2023

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por Bob Yirka, Phys.org

Un equipo de ingenieros y científicos de materiales afiliados a múltiples instituciones en los EE. UU. ha desarrollado una nueva forma de despolimerizar plásticos utilizando calentamiento espaciotemporal electrificado. En su artículo, publicado en la revista Nature, el grupo describe el nuevo proceso y su eficiencia. Nature también ha publicado un informe de investigación en el mismo número de la revista que describe el trabajo realizado por el equipo.

En los últimos años, la contaminación plástica se ha convertido en una gran preocupación, tanto para el medio ambiente como para la salud de las plantas y los animales, incluidos los humanos, y los científicos están buscando formas de reciclarla. La mayoría de las técnicas desarrolladas hasta ahora implican el uso de productos químicos para despolimerizar plásticos. Sin embargo, estos esfuerzos siguen siendo extremadamente ineficientes, con rendimientos entre el 10% y el 25%. En este nuevo esfuerzo, el equipo ha encontrado una forma de utilizar electricidad pulsada para aumentar el rendimiento a aproximadamente un 36 %.

El enfoque implicó diseñar un nuevo tipo de reactor con una bicapa de fieltro de carbono poroso y un calentador eléctrico pulsado en la parte superior. En su reactor, los pedacitos de plástico se derriten a medida que se alimentan a la cámara superior y fluyen como una masa hacia una cámara inferior, donde el material se empuja a través del filtro de fieltro. Luego, el plástico comienza a descomponerse a medida que aumenta la temperatura. A medida que las moléculas que componen el plástico se vuelven más pequeñas, su volatilidad crece hasta que son expulsadas del reactor en forma de gas, lo que permite que entre más líquido. El uso de electricidad para calentar el plástico permite oscilar la temperatura, lo que permite reacciones de despolimerización más simples. tener prioridad sobre las reacciones secundarias, que necesitan calentamiento adicional para despolimerizarse.

Además de mejorar la eficiencia, el nuevo enfoque utiliza menos energía debido a la fuente de calor oscilante en lugar de constante. El equipo señala que el sistema podría hacerse más ecológico mediante el uso de fuentes renovables para la electricidad. Señalan que su reactor emite otros materiales, como acetileno, metano y algunas moléculas más grandes, junto con algunos compuestos aromáticos. También reconocen que se requiere más trabajo para reducir la cantidad de carbono liberado durante las reacciones.

Más información: Qi Dong et al, Despolimerización de plásticos mediante calentamiento espaciotemporal electrificado, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05845-8

Benjamin Thompson et al, ¿Una forma más inteligente de derretir plásticos?, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01348-8

Información del diario:Naturaleza

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