إعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى مواد أكثر قيمة يمكن أن تجعل إعادة التدوير تدفع ثمن نفسها – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Upcycling plastic waste into more valuable materials could make recycling pay for itself
 (Vicky Just – بقلم: فيكي جوست)

ملخص المقالة:

طور باحثو مركز التقنيات المستدامة والدائرية في جامعة باث طريقة جديدة وبسيطة باستخدام محفز قائم على الزنك والميثانول، لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية في درجة حرارة الغرفة في غضون 20 دقيقة، ويأملون أن تساعد العملية الجديدة في جعل إعادة التدوير أكثر جدوى اقتصاديًا. ويمكن بعد ذلك تحويل النفايات إلى مكوناتها الكيميائية، مما يساعد على الحفاظ على جودة المنتج على مدى عدد لا حصر له من الدورات.

( المقالة )

تم تطوير طريقة جديدة وبسيطة لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية في درجة حرارة الغرفة من قبل فريق من الباحثين في مركز التقنيات المستدامة والدائرية (CSCT) في جامعة باث [جامعة أبحاث عامة في مدينة باث بالمملكة المتحدة]. ويأمل الباحثون أن تساعد العملية الجديدة في أن تصبح إعادة التدوير أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية.

وتفوق النفايات البلاستيكية المقيمة في مكب النفايات أو البيئة الطبيعية حاليا جميع الكتلة الحيوية الحية (4 جيجا طن)، بالغة ذروتها في واحدة من التحديات البيئية الكبرى في القرن الحادي والعشرين. وفي حين أن معدلات إعادة التدوير آخذة في الازدياد في جميع أنحاء أوروبا، لا تزال الطرق التقليدية محدودة لأن ظروف إعادة الصهر القاسية تقلل من جودة المادة في كل مرة يتم فيها إعادة تدويرها.

والآن طور الباحثون في مركز التقنيات المستدامة والدائرية عملية إعادة تدوير كيميائية خفيفة وسريعة للبولي كربونات، وهي فئة قوية من البلاستيك شائعة الاستخدام في البناء والهندسة.

وباستخدام محفز قائم على الزنك والميثانول، تمكنوا تماما من تحطيم حبات بولي (كربونات ثنائي الفينول أ) (BPA-PC) التجارية في غضون 20 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.

ويمكن بعد ذلك تحويل النفايات إلى مكوناتها الكيميائية، وهي ثنائي الفينول أ (BPA) وكربونات ثنائي ميثيل (DMC)، مما يساعد على الحفاظ على جودة المنتج على مدى عدد لا حصر له من الدورات.

والأهم من ذلك، أن استرداد ثنائي الفينول أ يمنع تسرب ملوث بيئي يحتمل أن يكون ضارا، في حين أن كربونات ثنائي ميثيل هو مذيب أخضر قيِّم ولبنة بناء للمواد الكيميائية الصناعية الأخرى.

وقد نُشِرت نتائجهم في مجلة “كيمسوسكيم” (ChemSusChem) [مجلة علمية محكمة نصف شهرية تأسست في 2008 وتنشرها وايلي-في سي اتش Wiley-VCH نيابة عن جمعية الكيمياء الأوروبية Chemistry Europe]، مع ملاحظة كفاءة العملية المحسنة والظروف الأكثر اعتدالا مقارنة بالطرق السابقة.

وبشكل واعد، يعتبر المحفز متسامحًا أيضا مع المصادر التجارية الأخرى لبولي كربونات ثنائي الفينول أ (على سبيل المثال القرص المضغوط  CD) ولقيم النفايات المختلطة، مما يزيد من الأهمية الصناعية، في حين أنها قابلة للمواد البلاستيكية الأخرى مثل بولي حمض اللاكتيك (PLA) وبولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في درجات حرارة أعلى.

وأظهر الفريق أيضا نهجا دائريا تماما لإنتاج العديد من البولي إستر أميدات (PEAs) المتجددة استنادا إلى مونومرات تيريفثالاميد المشتقة من زجاجات بولي (إيثيلين تيريفثالات) النفايات. ولهذه المواد خصائص حرارية ممتازة ويمكن استخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية، على سبيل المثال توصيل الأدوية وهندسة الأنسجة.

وقال كبير الباحثين البروفيسور ماثيو جونز، في مركز التقنيات المستدامة والدائرية بجامعة باث: “من المثير حقا رؤية براعة محفزاتنا في إنتاج مجموعة واسعة من المنتجات ذات القيمة المضافة من النفايات البلاستيكية”.

وأضاف: “من الأهمية بمكان أن نستهدف مثل هذه المنتجات، حيثما أمكن، للمساعدة في تعزيز وتسريع تنفيذ التقنيات المستدامة الناشئة من خلال الحوافز الاقتصادية”.

وقال المؤلف الأول للورقة، جاك باين من مركز التقنيات المستدامة والدائرية: “في حين أن البلاستيك سيلعب دورا رئيسيا في تحقيق مستقبل منخفض الكربون، فإن الممارسات الحالية غير مستدامة”.

وتابع: “من الآن فصاعدا، من الضروري الحصول على المواد البلاستيكية من المواد الأولية المتجددة، وتضمين قابلية التحلل البيولوجي/ إعادة التدوير في مرحلة التصميم وتنويع استراتيجيات إدارة النفايات الحالية”.

وأردف: “لا ينبغي أن يقتصر هذا الابتكار المستقبلي على المواد الناشئة بل يشمل المنتجات الراسخة أيضا. تخلق طريقتنا فرصا جديدة لإعادة تدوير البولي في ظل ظروف معتدلة، مما يساعد على تعزيز نهج الاقتصاد الدائري والحفاظ على الكربون في الحلقة إلى أجل غير مسمى”.

وفي الوقت الحاضر، لم يتم عرض التكنولوجيا إلا على نطاق صغير، ومع ذلك، يعمل الفريق الآن على تحسين المحفز وتوسيع نطاق العملية (300 مل) مع المتعاونين في جامعة باث.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2022-02-upcycling-plastic-valuable-materials-recycling.html

لمزيد من المعلومات: جاك باين وآخرون، Versatile Chemical Recycling Strategies: Value‐Added Chemicals from Polyester and Polycarbonate Waste, ChemSusChem (2022).  DOI: 10.1002/cssc.202200255