Hondakin plastikoen birziklatze kimikoa iraultzea: TWICEren arima

Egunero erabiltzen diren plastikoek hondakin ugari sortzen dituzte, eta horiek eragin handia dute ingurumenean eta bizitza baliagarriaren amaieran bizirik dauden espezieetan. Izan ere, munduan 300 milioi tona plastiko ekoizten dira urtero (1200 Mt espero dira 2050erako), eta, UNEPen arabera, plastikoaren % 9 baino gutxiago birziklatzen da, % 12 erraustu egiten da eta gainerako % 79ak kutsadura-arazo handiak sortzen ditu, adibidez, isurketa-eremuak mugatzen dituzten ur-ibilguetan eta akuiferoetan.

Gaur egun, hondakin plastikoak balorizatzeko hainbat modu daude, guztiak ekonomikoki bideragarriak ez direnak, hala nola lehengaiak eta energia lortzeko birziklatze kimikoa. Sortutako hondakin plastikoen birziklapenaz gain, energia-iturri garbi eta merke baten bilaketak berebiziko garrantzia du egungo mundu mailan, biztanleriaren hazkundeagatik eta eguneroko erabilerako plastiko eta energiaren eskaera esponentzialagatik.

Arrazoi horiengatik, TWICEk epe laburrean gure gizarteari, hurrengo belaunaldiei eta Lur planetaren iraunkortasunari eragiten dieten bi erronka garrantzitsuenei egin behar die aurre:

1) urtero sortzen den hondakin plastiko kopuru handiaren kudeaketa adimenduna

2) energia eraginkorra, kostu txikikoa, iraunkorra eta garbia sortzea

TWICEren helburu handinahia

TWICEren helburu orokorra da birziklagarritasun-tasa txikiko hondakin plastikoak (LDPE eta PP) lehengai gisa erabiltzea hidrogeno garbia eta karbonoa kentzeko material baliotsua eta zero igorpenekin merkaturatu daitekeena ekoizteko.

Proposamenak hondakin plastiko problematikoak kudeatzen lagunduko du, baita H2 garbia eta karbono solidoa bezalako material deskarbonizatuak sortzen ere, ondo ezagutzen diren bi teknologia konbinatuz: katalisia (IL-CATS berritzaile eta birziklagarrien diseinua, prestaketa eta karakterizazioa) eta mikrouhinak (energiaren erabilera eraginkorragoa eta energetikoki hain zorrotza ez den prozesua).

Zientzia TWICEren atzean: hirugarren sektoreko birziklatzean sakon murgiltzea

TWICEk metodo berritzaile bat proposatzen du. Bertan, likido ionikoetan oinarritutako sistema katalitiko berritzaileak (IL-CATS) mikrouhinen (MW) irradiazioarekin konbinatzen dira, H2 gaika garbi eta garbi ekoizteko, eta hondakin plastikoetatik abiatuta deskarbonizatutako produktu kimiko baliotsuak ekoizteko. Horrela, hondakin plastikoak berreskuratzeari eta energia jasangarria sortzeari ekiten zaio, ekonomia zirkularraren begizta itxiz eta, beraz, klima-aldaketa globalaren erronkei erantzunez.

Ondorioz, TWICEk abantaila nabarmenak eskaintzen ditu teknoekonomiaren eta ingurumenaren ikuspegitik, eta berrikuntza horri aurrerapen esanguratsuak gehitzen dizkio, hondakin plastiko tertziarioak birziklatzeko eta energia jasangarria ekoizteko ezarritako beste bide batzuekin alderatuta:

i) baldintza arinetan (presio atmosferikoa eta tenperatura < 300 ° C) pasabide bakarreko metodoaren bidez hondakin plastikoen dekonstrukzio katalitikoa egitea.
ii) H2 puruaren ekoizpen azkarra (> % 97) errendimendu altuan (> % 97)
iii) merkaturatzeko erraz berreskura daitekeen karbono solidoaren koproduktua
iv) katalizatzailea kokizatu gabe eta, beraz, IL-CATSen balio-bizitza luzea
v) IL-CATSak erraz berreskuratu eta berrerabiltzea
vi) energia-kontsumo nabarmen txikiagoa, MWen irradiazioaren ondorioz (beroketa eraginkorra)
vii) H2 garbia kostu baxuan eskaintzeko potentzial handia < 2 €/ kg, karbono solidoa saltzeagatik izan daitezkeen diru-sarrerak direla eta.

Likido ionikoak: jokoa aldatzen duen osagaia

Likido ionikoak dira TWICE teknologiaren gakoa. Konposatu bakar horiek, deskonposatu aurretik urtzen diren ioiez osatuak eta lurrun-presio txikiarekin, abantaila ugari eskaintzen dituzte, hala nola egonkortasun termiko eta kimiko handia, birziklagarritasuna eta aplikazio espezifikoetara egokitzeko aukera.

TWICEn, likido ionikoen ezaugarri bakarrak likido ionikoetan oinarritutako sistema katalitikoak garatzeko aprobetxatzen dira, non likido ionikoek hainbat funtzio betetzen dituzten, hala nola oxido metalikoaren nanopartikulak egonkortzea (aglomerazioa saihestuz), hondakin plastiko olefinikoen disolbagarritasuna hobetzea, koproduzitutako karbono solidoa berreskuratzea erraztea, katalizatzaile aktiboen kokizazioa saihestea, sistema katalitiko osoa berreskuratu eta berrerabiltzea ahalbidetzea eta, ondorioz, plastikoaren dekonstrukzio katalitikoaren prozesua hobetzea, prozesu osoa jasangarria eta ekonomikoki bideragarria izan dadin.

TWICEren eragin zientifiko-teknikoa eta ekonomikoa

Alde batetik, TWICE anbizio handikoa da inpaktu zientifiko-teknikoari dagokionez; izan ere, hondakin plastikoak modu eraginkorrean eraldatzea dakar H2 garbia eta karbono baliotsuko material solidoa bezalako produktu deskarbonizatuetan, eta horiek hiru erronka handi estaltzen dituzte, komunitate zientifikoak aurre egin behar dienak klima-aldaketa arintzeari, energia jasangarriaren ekoizpenari eta hondakin plastiko problematiko ugari kudeatzeari. TWICEk zalantzarik gabe lagunduko du industria-sektorea deskarbonizatzen eta atzerriko energia-iturriekiko eta lehengaiekiko mendekotasuna murrizten.

Bestalde, TWICEren eragin ekonomikoa 4 zutabe nagusitan oinarrituko da:

Produktu deskarbonizatuen selektibitatea handitzen duten, katalitikoki aktiboak diren espezieen sinterizazioa eta desaktibazioa saihesten duten, produktuak bereiztea errazten duten eta geroko prozesu garestiak saihesten dituzten, prozesuaren tenperatura globala murrizten duten, energia eta ondorengo urrats garestiak aurrezten dituzten eta, ondorioz, ustiapen-gastuak (OPEX) saihesten dituzten IL-CATS berritzaileak eta eraginkorrak.

1. mikrouhinak bero-iturri gisa erabiltzeak prozesuaren energia-eskaria murriztea ahalbidetzen du, ohiko berokuntzarekin alderatuta.
2. hondakin plastikoak lehengai gisa erabiltzea, horien kudeaketari eta ondorengo birziklatze-prozedurei lotutako kostuak saihestuz.
3. sortutako karbono solidoko materiala gero merkaturatzeko balorizatzea, material horren salmentak diru-sarrerak lortzen lagunduko baitu krakeatze katalitikoko prozesuaren azken kostua eta ekoitzitako energia jasangarria murrizteko (H2).
4. Hainbat sektore estrategiko giltzarri TWICE teknologia iraultzailearen onuradun potentzial gisa

Epe luzera, jarduera-sektore askok baliatu ahal izango dituzte TWICE teknologiaren abantailak. Hondakinen tratamenduaren sektoreak bide berri bat izango du hondakin plastikoen balorizazio kimikorako, eraginkortasun teknoekonomiko apartekoa eta ingurumena errespetatzen duena. Industria kimikoak energia jasangarria ekoizteko teknologia merkea izango du (H2 garbia). Hidrogenoa biltegiratzeko eta garraiatzeko logistika sinplifikatu eta merkatu egin liteke TWICE sistema katalitikoa biltegiratuz/garraiatuz, H2 likidoa edo gaseosoa izan beharrean. Horrek ere mesede egingo lieke hidrogeno-estazioei, energia in situ ekoizteko TWICE sistema bat izango balute. Azkenik, hainbat sektoretako karbono-nanomaterialen erabiltzaileek (adibidez, energia, automozioa, kirola) TWICE teknologiak karbono-nanoegituren ekoizpenean ematen duen kostu-murrizketa handia baliatuko dute.

Horizontea zabalduz: Hondakin plastikoen kudeaketatik haratago

TWICE teknologia hondakin plastikoak birziklatzea baino zerbait gehiago da; paradigma-aldaketa bat da ingurumenaren eta baliabideen kudeaketari buruz dugun ikuspegian. Birziklagarritasun-indize baxua duten plastiko poliolefinikoak baliabide baliotsu bihurtzean, TWICEk estandar berri bat ezartzen du hondakinen kudeaketan. TWICEren ikuspegi berritzaileak plastikoen bizi-zikloa zabaltzen du, arazo bat aukera bihurtuz. Ekimen honek zabortegiekiko mendekotasuna murrizteaz gain, hondakinak kudeatzeko etorkizuneko estrategietarako eredu iraunkor bat ere aurkeztuko du. Ekonomia zirkular baterako urratsa da, non hondakinak ez diren azken puntu bat, hasiera berri bat baizik.

Teknologia horren potentziala ingurumen-onuretatik haratago doa; abantaila ekonomikoak ere agintzen ditu. Hondakinak balio handiko produktu bihurtzean, TWICEk merkatu berriak irekitzen ditu eta aukera ekonomikoak sortzen ditu. Ikuspegi horrek industriak irauli ditzake, ekonomia zirkular iraunkorragoa eta errentagarriagoa sustatuz.

Laburbilduz, TWICEk produktu kimiko deskarbonizatuen (H2 garbia eta karbono solidoa) koprodukziorako teknologia apurtzaile bat garatzeko oinarriak ezarriko ditu, hondakin plastiko poliolefinikoetatik abiatuta, egungo gizartearentzat funtsezkoak diren bi arazori irmo aurre eginez: hondakin plastikoen kudeaketa, eta energia garbia eta kostu txikikoa sortzea.