Una forma suave de reciclar los plásticos de las botellas para convertirlos en combustible y otros productos de alto valor

29.01.2021 - Estados Unidos

El plástico es omnipresente en la vida de las personas. Sin embargo, cuando los artículos que contienen plástico han cumplido su misión, sólo una pequeña cantidad se recicla en nuevos productos, que a menudo son de menor calidad en comparación con el material original. Además, la transformación de estos residuos en productos químicos de alto valor requiere una gran cantidad de energía. Ahora, los investigadores que informan en el JACS Au de la ACS han combinado un catalizador de rutenio-carbono y unas condiciones de reacción suaves y de bajo consumo energético para convertir los plásticos utilizados en botellas y otros envases en combustibles y materias primas químicas.

La producción mundial de plástico resistente de un solo uso para juguetes, envases médicos estériles y envases de alimentos y bebidas va en aumento. Los polímeros de poliolefina, como el polietileno y el polipropileno, son los plásticos más utilizados en estos productos porque las estructuras moleculares de los polímeros -cadenas largas y rectas de átomos de carbono e hidrógeno- hacen que los materiales sean muy duraderos. Sin embargo, es difícil degradar los enlaces carbono-carbono de las poliolefinas, por lo que se necesitan procedimientos de alto consumo energético que utilizan altas temperaturas, de 800 a 1400 F, o productos químicos fuertes para descomponerlas y reciclarlas. Estudios anteriores han demostrado que los metales nobles, como el circonio, el platino y el rutenio, pueden catalizar el proceso de separación de cadenas cortas y simples de hidrocarburos y de moléculas complicadas de lignina de origen vegetal a temperaturas de reacción moderadas que requieren menos energía que otras técnicas. Así pues, Yuriy Román-Leshkov y sus colegas querían ver si los catalizadores basados en metales tendrían un efecto similar en las poliolefinas sólidas con cadenas largas de hidrocarburos, desintegrándolas en productos químicos utilizables y en gas natural.

Los investigadores desarrollaron un método para hacer reaccionar cadenas simples de hidrocarburos con hidrógeno en presencia de nanopartículas de metales nobles o de transición en condiciones suaves. En sus experimentos, las nanopartículas de rutenio-carbono convirtieron más del 90% de los hidrocarburos en compuestos más cortos a 392 F. A continuación, el equipo probó el nuevo método en poliolefinas más complejas, incluida una botella de plástico comercial. A pesar de no tratar previamente las muestras, como es necesario con los métodos actuales de alto consumo energético, se descompusieron completamente en productos gaseosos y líquidos con este nuevo método. A diferencia de los métodos de degradación actuales, la reacción podía ajustarse para obtener gas natural o una combinación de gas natural y alcanos líquidos. Los investigadores afirman que la aplicación de su método podría ayudar a reducir el volumen de residuos postconsumo en los vertederos al reciclar los plásticos para obtener alcanos deseables y muy valiosos, aunque se necesita tecnología para purificar los productos para que el proceso sea económicamente viable.

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