Ученые Northwestern обратились к гидрогенолизу — химическому процессу, в котором водород и катализатор разрывают прочные углерод-углеродные связи. Вместо дорогостоящих платиновых или палладиевых катализаторов химики разработали одноцентровый никелевый катализатор. Этот катализатор обладает рядом преимуществ: он активен при более низких температурах и давлении, а также требует меньшего количества материала для эффективной работы.
«По сравнению с другими катализаторами на основе никеля, в нашем процессе используется одноцентровый катализатор, работающий при температуре на 100 градусов ниже и при вдвое меньшем давлении водорода. Кроме того, мы используем в 10 раз меньше катализатора, а наша активность в 10 раз выше. Таким образом, мы выигрываем во всех параметрах»
говорит соавтор Йоси Кратиш.
Конструкция процесса действует как молекулярный скальпель, избирательно воздействуя на связи в разветвленных полиолефинах, оставляя другие нетронутыми. В результате химическое расщепление смешанных пластиков происходит более чисто и эффективно, образуя высококачественные масла и воски, которые можно перерабатывать повторно.
Один из самых неожиданных результатов был получен, когда катализатор столкнулся с поливинилхлоридом (ПВХ). Обычно загрязнение ПВХ отравляет катализаторы и сводит на нет процесс переработки партий, но в данном случае ПВХ фактически улучшил характеристики.
«Добавление ПВХ в перерабатываемую смесь всегда было запрещено. Но, по-видимому, это делает наш процесс еще лучше. Это безумие. Такого точно никто не ожидал. Даже когда ПВХ составлял четверть отходов, катализатор продолжал работать с лучшими результатами. Эта неожиданная устойчивость может позволить переработчикам справиться с потоками ранее «неперерабатываемого» пластика»
комментирует Йоси Кратиш.
Инновационная технология на основе никелевого катализатора при масштабировании процесса может кардинально изменить подход к утилизации пластика, превратив экологическую проблему в источник ценных материалов.
«Наш новый катализатор может обойти этот дорогостоящий и трудоемкий этап вторичной переработки обычных полиолефинов, сделав переработку более эффективной, практичной и экономически выгодной, чем существующие стратегии»
считает старший автор разработки Тобин Маркс.
