Usando aquecimento espaço-temporal eletrificado para despolimerizar plásticos

Relatório de 27 de abril de 2023

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por Bob Yirka, Phys.org

Uma equipe de engenheiros e cientistas de materiais afiliados a várias instituições nos EUA desenvolveu uma nova maneira de despolimerizar plásticos usando aquecimento espaço-temporal eletrificado. Em seu artigo, publicado na revista Nature, o grupo descreve o novo processo e sua eficiência. A Nature também publicou um Research Briefing na mesma edição da revista, descrevendo o trabalho realizado pela equipe.

Nos últimos anos, a poluição plástica tornou-se uma grande preocupação, tanto para o meio ambiente quanto para a saúde de plantas e animais, incluindo humanos, e os cientistas estão buscando maneiras de reciclá-la. A maioria das técnicas desenvolvidas até agora envolve o uso de produtos químicos para despolimerizar plásticos. Esses esforços ainda são extremamente ineficientes, porém, com rendimentos entre 10% e 25%. Nesse novo esforço, a equipe encontrou uma maneira de usar eletricidade pulsada para aumentar o rendimento para aproximadamente 36%.

A abordagem envolveu projetar um novo tipo de reator com uma bicamada de feltro de carbono poroso e um aquecedor elétrico pulsado no topo. Em seu reator, pedaços de plástico são derretidos à medida que são alimentados na câmara superior e fluem como uma massa para uma câmara inferior, onde o material é empurrado através do filtro de feltro. O plástico então começa a se decompor à medida que a temperatura aumenta. À medida que as moléculas que compõem o plástico tornam-se menores, sua volatilidade aumenta até serem expelidas do reator como um gás, o que permite a entrada de mais líquido. O uso de eletricidade para aquecer o plástico permite oscilar a temperatura, permitindo reações de despolimerização mais simples para ter precedência sobre as reações secundárias, que precisam de aquecimento adicional para despolimerizar.

Além de melhorar a eficiência, a nova abordagem usa menos energia devido à fonte de calor oscilante em vez de constante. A equipe observa que o sistema pode se tornar mais ecológico usando fontes renováveis ​​para a eletricidade. Eles observam que seu reator emite outros materiais, como acetileno, metano e algumas moléculas maiores, junto com alguns aromáticos. Eles também reconhecem que é necessário mais trabalho para reduzir a quantidade de carbono liberada durante as reações.

Mais Informações: Qi Dong et al, Despolimerização de plásticos por meio de aquecimento espaço-temporal eletrificado, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05845-8

Benjamin Thompson et al, Uma maneira mais inteligente de derreter plásticos?, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01348-8

Informações do jornal:Natureza

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