Эра переработки смешанного пластика без сортировки становится реальностью

Неудобства, связанные с сортировкой пластика для переработки, вскоре могут уйти в прошлое. Группа корейских исследователей разработала первую в мире технологию, позволяющую химически перерабатывать смешанные пластиковые отходы в сырьё с высокой селективностью, без необходимости строгой сортировки или удаления этикеток.

Корейский институт машиностроения и материалов (президент Сог Хён Рю, далее «KIMM») при Национальном исследовательском совете по науке и технологиям (NST) объявил, что его Центр плазменных процессов переработки органических материалов (под руководством доктора Ён Хун Сонга), совместно с Корейским научно-исследовательским институтом химических технологий (KRICT), Корейским институтом промышленных технологий (KITECH), Корейским институтом науки и технологий (KIST) и несколькими университетами, успешно разработал инновационный процесс плазменной конверсии. Этот процесс позволяет напрямую преобразовывать широкий спектр пластиковых отходов в химическое сырье, что открывает новые горизонты для химической промышленности и экологической политики Кореи.

Новый разработанный процесс преобразует смешанные пластиковые отходы в этилен и бензол с использованием плазмы — высокоэнергетического газа при экстремальных температурах с гораздо более быстрой кинетикой реакции и более высокой эффективностью передачи энергии по сравнению с традиционным пиролизом.

Исследовательской группе KIMM удалось разработать первый в мире сверхвысокотемпературный плазменный резак, работающий исключительно на водороде. Работая при температуре 1000–2000 °C, резак разлагает смешанные пластиковые отходы менее чем за 0,01 секунды. Контролируя температуру и время реакции, исследователи достигли селективности 70–90% и выхода этилена более 70%. После очистки более 99% полученного продукта может быть использовано в качестве высокочистого сырья для производства пластика.

До настоящего времени пластиковые отходы в основном перерабатывались путём сжигания, рекуперации энергии или ограниченного использования механической и химической переработки. Уровень химической переработки оставался ниже 1% из-за высоких затрат и необходимости строгой предварительной сортировки. Традиционный пиролиз обычно протекает при температуре 450–600 °C, давая смесь из более чем сотни химических побочных продуктов, лишь 20–30% из которых имеют практическое применение.

Плазменный процесс, разработанный командой программы, преодолевает эти ограничения. Его сверхвысокотемпературный режим работы обеспечивает быстрое разрушение полимерных структур, одновременно подавляя образование углерода благодаря использованию 100% водородного топлива. В результате процесс не только обеспечивает долгосрочную стабильность работы, но и позволяет селективно конверсировать более 70–80% продуктов в этилен и бензол. Примечательно, что даже воски, ранее непригодные для пиролиза, могут быть преобразованы с селективностью более 80%, что повышает энергоэффективность.

Ожидается, что после коммерциализации эта технология значительно повысит уровень химической переработки пластиковых отходов в Корее, который в настоящее время составляет менее 1%. Она представляет собой мощную альтернативу сжиганию отходов со значительным потенциалом снижения выбросов углерода. Более того, при использовании возобновляемых источников энергии этот процесс может стать практически безуглеродным. Пилотные испытания уже продемонстрировали экономическую целесообразность, показав, что себестоимость производства этилена сопоставима со стоимостью производства существующего сырья. Команда планирует начать долгосрочную демонстрационную эксплуатацию на корейской площадке, начиная с 2026 года, для ускорения коммерциализации.

Доктор Ён Хун Сон, руководитель программы, отметил: «Впервые в мире мы разработали процесс, позволяющий экономично перерабатывать смешанные пластиковые отходы в сырьё. Демонстрация и коммерциализация помогут одновременно решить проблемы отходов и выбросов углерода».

Доктор Дэ Хун Ли, руководитель ведущей глобальной исследовательской лаборатории Nitro-Future Initiative, добавил: «Помимо технологического процесса, в ходе этого проекта были также разработаны несколько ключевых подтехнологий, которые могут быть распространены на очистку парниковых газов при производстве полупроводников и дисплеев, а также на производство высококачественных материалов».

Центр плазменных процессов переработки органических материалов функционирует с апреля 2022 года в рамках проекта «Инновации и вызовы» Министерства науки и информационно-коммуникационных технологий и Министерства окружающей среды и продлится до июня 2025 года. Помимо разработки плазменного процесса преобразования смешанных пластиков в высокоселективные C2-мономеры, программа также направлена ​​на коммерциализацию своих субтехнологий. Итоговое обсуждение результатов проекта состоится в пятницу, 5 сентября, в 10:00 в штаб-квартире KIMM.

Справочно:

Корейский институт машиностроения и материалов (KIMM) — некоммерческий научно-исследовательский институт, финансируемый правительством и подчиняющийся Министерству науки и информационных технологий. С момента своего основания в 1976 году KIMM вносит вклад в экономический рост страны, проводя НИОКР в области ключевых технологий в области машиностроения и материалов, проводя испытания на надежность и коммерциализируя разработанные продукты и технологии.

Источник: https://www.newswise.com/articles/the-era-of-hassle-free-plastic-recycling-is-becoming-a-reality/