Le maschere per il viso, le buste della spesa e gli involucri per alimenti usati contengono molte materie prime utili. Ma è stato molto più conveniente continuare a produrre più plastica monouso che recuperarla e riciclarla. Ora, un gruppo di ricerca internazionale, guidato dal Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Dipartimento dell’Energia statunitense ha decifrato il codice che ha ostacolato i precedenti tentativi di scomporre queste plastiche persistenti. La scoperta è riportata su Science.
Bassa temperatura e controllo della reazione
In genere, il riciclaggio delle materie plastiche richiede il “cracking“, la scissione dei legami tenaci e stabili che le rendono così persistenti nell’ambiente. Questa fase di cracking richiede temperature elevate, il che la rende un’attività costosa e ad alta intensità energetica. La novità consiste nel combinare la fase di cracking con una seconda fase di reazione che completa immediatamente la conversione in un carburante liquido simile alla benzina, senza sottoprodotti indesiderati. La seconda fase di reazione utilizza i cosiddetti catalizzatori di alchilazione. Questi catalizzatori forniscono una reazione chimica attualmente utilizzata dall’industria petrolifera per migliorare il numero di ottani della benzina. Nello studio attuale, la reazione di alchilazione segue immediatamente la fase di cracking in un unico recipiente di reazione, a temperatura ambiente (70 gradi C/158 gradi F). “Il cracking solo per rompere i legami li porta a formarne altri in modo incontrollato, e questo è un problema in altri approcci”, ha detto Oliver Y. Gutiérrez, autore dello studio e chimico del PNNL. “La formula segreta è che quando si rompe un legame nel nostro sistema, se ne crea immediatamente un altro in modo mirato che dà il prodotto finale desiderato. Questo è anche il segreto che permette la conversione a bassa temperatura“. Nel loro studio, il team di ricerca, coadiuvato da scienziati dell’Università Tecnica di Monaco, in Germania, ha sottolineato i recenti sviluppi dell’industria petrolifera per commercializzare la seconda parte del processo, riportato nello studio, per la lavorazione del petrolio greggio.
I ricercatori notano una limitazione ai loro risultati. Il processo funziona per i prodotti in polietilene a bassa densità (LDPE, codice della resina plastica #4), come le pellicole di plastica e le bottiglie, e per i prodotti in polipropilene (PP, codice della resina plastica #5) che non sono tipicamente raccolti nei programmi di riciclaggio a bordo strada negli Stati Uniti. Il polietilene ad alta densità (HPDE, resina plastica codice #2) richiederebbe un pretrattamento per consentire al catalizzatore di accedere ai legami da rompere.
Guardare una montagna di plastica e vederne il valore
I rifiuti di plastica derivati dal petrolio sono una risorsa non sfruttata che può servire come materiale di partenza per materiali utili e durevoli e per i carburanti. Più della metà dei 360 milioni di tonnellate di plastica, prodotti ogni anno a livello globale, è costituita dalle plastiche oggetto di questo studio. Ma guardare una montagna di plastica e vederne il valore richiede una mentalità da innovatore, l’ingegno di un chimico e una comprensione realistica degli aspetti economici. Gli scienziati stanno cercando di cambiare la dinamica applicando la loro esperienza nella rottura efficiente dei legami chimici. “Per risolvere il problema dei rifiuti persistenti di plastica, dobbiamo raggiungere un punto critico in cui sia più sensato raccoglierla e restituirla all’uso piuttosto che trattarla come usa e getta”, ha detto Lercher. “Abbiamo dimostrato che possiamo effettuare questa conversione rapidamente, a condizioni miti, il che rappresenta uno degli incentivi per raggiungere questo punto critico”.
