De flesta av de 150 miljoner ton plast som produceras runt om i världen varje år hamnar på deponier, haven och på andra håll. Mindre än 9 procent av plasten återvinns i USA, stigande till cirka 30 procent i Europa.

Det är ett problem på 176 miljarder dollar, de potentiella energibesparingar som forskare säger skulle kunna uppnås genom att återvinna allt globalt fast plastavfall. Men nya tillvägagångssätt kan öka mängden plastavfall som framgångsrikt kan återvinnas, forskare från University of Houston och IBM rapporterar i ett perspektiv som publicerades denna vecka i Vetenskap .

Det innebär att utveckla ny plast som är lättare att återvinna, tillsammans med att hitta sätt att mer effektivt återvinna befintlig plast. Dessa tillvägagångssätt kan sträcka sig från metoder för att återvinna olika typer av plast tillsammans i en avfallsström, undvika en kostsam och tidskrävande sorteringsprocess, samt metoder för att bryta ner plast på ett mer energieffektivt sätt.

"När forskning pekar på vägen mot kemiska återvinningsmetoder med lägre energibehov, kompatibilisering av blandat plastavfall för att undvika behov av sortering, och utvidga återvinningstekniker till traditionellt icke-återvinningsbara polymerer, " skrev artikelförfattarna, Megan L. Robertson, docent i kemi- och biomolekylär teknik vid UH, och Jeannette M. Garcia, en polymerkemist vid IBM Almaden Research Center.

Att förbättra metoderna för att återvinna befintliga plastmaterial är en nyckelprioritering. "Nya material kommer långsamt in på marknaden, och därför är den största effekten att utveckla effektivare metoder för att återvinna plasten som produceras i stora mängder idag, sade Robertson. Å andra sidan, forskningsframsteg kan bana väg för mer lättåtervinningsbara material för framtiden." Ett exempel är kategorin polymerer som kallas härdplast, som inte kan smältas ner för återanvändning, förhindra att de återvinns med traditionella metoder. Robertsons labb utvecklar bioförnybara komponenter för härdplaster, ersätta kolvätebaserade polymerer med de som är gjorda av vegetabiliska oljor eller andra växtbaserade material. Det kan leda till nya alternativ för uttjänt livslängd som kompostering eller kemisk återvinning för dessa material, ett stort steg framåt.

Perspektivet ingår i en serie utgiven av Vetenskap att utforska frågor relaterade till miljöpåverkan av polymerer, inklusive deras källa (petroleum kontra biokällor), framsteg inom återvinning och biologiskt nedbrytbara polymerer.

Robertson och Garcia noterar tre nyckelfrågor:

• Plast ska sorteras för återvinning, vilket ger ansträngning och kostnader. Plast, eller polymerer, består av stora molekyler, så de flesta blandas inte när de värms upp, liknande samspelet mellan olja och vatten. Forskningen är inriktad på att hitta ämnen som kan underlätta blandning av olika typer av plast, känd som kompatibilisatorer, så att de kan återvinnas tillsammans. Att hitta ett kompatibiliseringsmedel som fungerar för alla polymerer skulle vara idealiskt, men Robertson sa att nuvarande teknik kräver ett skräddarsytt tillvägagångssätt för varje plastblandning.
• Kemisk återvinning innebär att man använder en katalysator för att bryta ner plast för att producera produkter med lägre molekylvikt, en process som forskarna säger har hindrats av höga energikostnader. Arbete med att utveckla effektivare katalysatorer pågår.
• Majoriteten av plast som för närvarande återvinns är sammansatt av polyetylentereftalat (PET), som är den komponent som används i de flesta vattenflaskor, och polyeten, den mest tillverkade plasten. Att utöka återvinningstekniken till andra plaster utöver PET och polyeten är ett pågående område för r

sök. Ännu mer utmanande är att utveckla metoder för återvinning av polymerer som inte kan bearbetas genom smältning vid förhöjda temperaturer, såsom härdplaster och elastomerer (gummimaterial).

Med alla möjliga lösningar, forskarna säger att det är avgörande att ett materials prestanda inte påverkas för att göra det lättare att återvinna. Att utsätta plast för många användnings- och återvinningscykler utan förlust av prestanda är en öppen utmaning för forskare.

"Att förbättra plaståtervinningen utöver den nuvarande nivån har många potentiella samhällsfördelar, som att minska utsläppen av växthusgaser, undvika att avfall ansamlas i miljön, minska beroendet av ändliga petroleumresurser för sin produktion, och återvinna det ekonomiska värdet av fast plastavfall, " skrev forskarna.

Det har börjat, de säger, pekar på nystartade företag som skalat upp kemiska återvinningsmetoder för polystyrenavfall eller utvecklat sorteringsprocesser för att separera material till rena råvaror.

Det och annan forskning, de skrev, "höj hoppet om att snart, återvinningsgraden för plast kommer att vara mycket högre än idag."