Temos
Mokslininkai integruoja išbandytas ir kuria naujas technologijas, skirtas plastiko atliekoms skaidyti ir paversti naudingomis medžiagomis.
Mokslininkai kuria naujas technologijas, pavyzdžiui, plazmą, kuri šaudo elektronus, kad suskaidytų plastiko atliekas ir paverstų jas naudingomis medžiagomis.
“Mokomės naujų technologijų ir padedame kurti naujas idėjas, kaip tarpdiscipliniškai spręsti šias sudėtingas problemas”, – sakė Ajovos valstijos universiteto mechanikos inžinerijos docentas Xianglanas Bai.
Bai ir jos tyrėjų grupės dirba prie dviejų JAV energetikos departamento remiamų daugiau nei 2 mln. dolerių vertės mokslinių tyrimų projektų. Projektais siekiama sunkiai perdirbamas plastiko atliekas paversti pakartotinai naudojamomis medžiagomis įvairiose pramonės šakose.
Prastos kokybės plastiko perdirbimas į statybų pramonei skirtas medžiagas
Naujausias projektas – tai trejų metų 2,25 mln. dolerių dotacija, kurią administruoja Energetikos departamento Bioenergijos technologijų biuras ir kuria siekiama žemiausios kokybės plastiką, esantį atliekų sraute, paversti medžiagomis statybų pramonei.
Siekdami perdirbti atmestą plastiką perdirbti, mokslininkai pirmiausia mišrias atliekas tiekia į anaerobinį fermentatorių, kuriame bakterijos jas skaido ir gamina biodujas – tvarų, pigų ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantį kurą.
Tuomet fermentatoriaus likučiai būtų sujungiami su biologiškai neskaidžiomis atliekomis ir kaitinami be deguonies – šis procesas vadinamas pirolize. Jo metu gaunamas bioalyva, kuri gali būti naudojama asfalto rišikliams gaminti, o medžio anglį primenančios biožievės – anglies dioksido kiekį sulaikantiems betono priedams ir armuotiems biokompozitams gaminti.
Atmestų plastiko atliekų perdirbimo iššūkiai
Tačiau atmestos plastiko atliekos yra “labai sudėtingos – jose yra per daug dalykų. Jos labai nevienalytės”, – sakė Bai.
Dėl šios priežasties atliekos turi būti analizuojamos, kad būtų galima suprasti, kas jose yra. Tuomet mokslininkai turi nustatyti technologijas, kuriomis galima veiksmingai ir ekonomiškai perdirbti plastiko atliekas, ir išanalizuoti gautas medžiagas.
Kadangi tam reikia daug žinių, Bai subūrė didelę projekto komandą, kuri sukurs sistemą, kuri panaudos didžiąją dalį šių atmestų atliekų ir neleis joms patekti į sąvartynus.
Elektroninių “kulkų” naudojimas plastikams skaidyti
Antrasis projektas – trejų metų 2,5 mln. dolerių dotacija, kurią administruoja Energetikos departamento Pažangiosios gamybos ir Bioenergijos technologijų biurai, – bus kuriama nauja plazmos technologija, skirta vienkartiniams plastikams paversti biologiškai suyrančiais plastikais.
Projekto metu bus išbandytas plazmos ir biologinių technologijų hibridas, skirtas vienkartinėms plastikinėms plėvelėms, pavyzdžiui, plastikiniams maišeliams, produktų pakuotėms ir maisto konteineriams, skaidyti ir perdirbti.
Bai ir komanda kuria novatoriškas žemos temperatūros plazminės konversijos technologijas, skirtas biomasės ir plastiko atliekų pridėtinei vertei sukurti. Plazma sukuriama dujoms veikiant stipriu elektriniu lauku – pagreitinant elektronus ir sukuriant įkrautas daleles.
“Laisvieji elektronai yra tarsi kulkos, – sakė Bai. “Jie pagreitėja ir pataiko į kitus daiktus. Šios “atakos” gali suardyti cheminius ryšius.”
Mokslininkai, naudodami plazmą su anglies dioksidu, gali suskaidyti nukenksmintas plastikines plėveles ir sukurti fermentuojamą skystį. Šį skystį galima fermentuoti ir gaminti biologiškai suyrančius polimerus, o fermentacijos metu susidaro anglies dioksidas, kurį galima įtraukti į plazmos reaktorių.
Taip plastikinės plėvelės atliekos paverčiamos biologiškai skaidžiais plastikais, o procesas sumažina energijos suvartojimą, anglies dioksido išmetimą ir gamybos sąnaudas.
Bai subūrė dar vieną tyrėjų komandą, kuri plėtoja šią plastiko atliekų pakartotinio panaudojimo idėją.
“Šiuose dviejuose projektuose taikomi labai skirtingi metodai, – sakė Bai. “Abiejuose naudojamas tarpdisciplininis požiūris, siekiant išspręsti problemas ir suprasti, kas vyksta molekuliniu lygmeniu.”
