Forskare vid det amerikanska energidepartementets National Renewable Energy Laboratory (NREL) har utvecklat en återvinningsprocess som förvandlar engångsdryckersflaskor, Kläder, och matta gjorda av det vanliga polyestermaterialet polyetylentereftalat (PET) till mer värdefulla produkter med längre livslängd. Deras forskning, publicerad 27 februari i tidskriften Joule , skulle kunna hjälpa till att skydda haven från plastavfall genom att sätta fart på marknaden för återvunnen plast.

PET är stark men lätt, motståndskraftig mot vatten, och splittringssäker – egenskaper som gör den extremt populär bland tillverkare. Även om PET är återvinningsbart, de flesta av de 26 miljoner ton som produceras varje år hamnar på deponier eller någon annanstans i miljön, där det tar hundratals år att bryta ned biologiskt. Men även när det återvinns, processen är långt ifrån perfekt. Återvunnen PET har ett lägre värde än originalet och kan endast återanvändas en eller två gånger.

"Standard PET-återvinning idag är i huvudsak 'downcycling', " säger seniorförfattaren Gregg Beckham, seniorforskare vid NREL. "Processen vi kom fram till är ett sätt att "uppgradera" PET till lång livslängd, högvärdiga kompositmaterial som de som skulle användas i bildelar, vindkraftverksblad, surfbrädor, eller snowboards."

Teamet kombinerade återvunnen PET med byggstenar som härrör från förnybara källor såsom biomassa från avfallsanläggningar. Detta resulterade i ett nytt material som kombinerar återvunnet PET och hållbart framställt, biobaserade molekyler för att producera två typer av fiberförstärkt plast (FRP), som är 2-3 gånger mer värdefulla än den ursprungliga PET, vilket innebär att framtida plastflaskor kan leva ett lukrativa andra liv. Genom sitt samarbete med analytiker på NREL, Teamet förutspår också att den sammansatta produkten skulle kräva 57 % mindre energi för att producera än återvunnen PET med den nuvarande återvinningsprocessen och skulle släppa ut 40 % färre växthusgaser än vanliga petroleumbaserade FRP – en betydande förbättring jämfört med business as usual.

"Tanken är att utveckla teknologier som skulle stimulera ekonomin för PET-återvinning, " säger Beckham. "Det är det verkliga hoppet – att utveckla "second-life" upcycling-tekniker som gör engångsavfall av plast värdefullt att återvinna. Detta, i tur och ordning, kan hjälpa till att hålla plastavfall borta från världshaven och borta från soptippar."

Men det återstår fortfarande arbete innan denna återvinningsprocess kan genomföras utanför laboratoriebänken. Teamet planerar att ytterligare analysera egenskaperna hos de kompositmaterial som blir resultatet när PET kombineras med de växtbaserade monomererna och att testa processen för skalbarhet för att avgöra hur väl den kan klara sig i en tillverkningsmiljö. De hoppas också kunna utveckla kompositer som själva kan återvinnas; de nuvarande kompositerna kan hålla år och till och med årtionden men är inte nödvändigtvis återvinningsbara i slutändan. Dessutom, NREL-teamet planerar att utveckla liknande tekniker för återvinning av andra typer av material.

"Omfattningen av PET-produktion överstiger den för komposittillverkning, så vi behöver många fler återvinningslösningar för att verkligen få en global inverkan på plaståtervinning genom tekniker som den som föreslås i den aktuella studien, " säger första författaren Nicholas Rörrer, en ingenjör på NREL som också deltog i studien.