Porer i denna mikronskaliga partikel, resultatet av pyrolysering i närvaro av kaliumacetat, kan binda koldioxid från strömmar av rökgas. Kredit:Tour Group, Rice University
Här är en annan sak att göra med det berget av använd plast:få det att suga upp överflödig koldioxid.
Vad som verkar vara en win-win för ett par pressande miljöproblem beskriver ett Rice University-labbs nyupptäckta kemiska teknik för att förvandla plastavfall till en effektiv koldioxid (CO2 ) sorbent för industrin.
Riskemist James Tour och medförfattarna Rice-alumnen Wala Algozeeb, doktoranden Paul Savas och postdoktorn Zhe Yuan rapporterade i American Chemical Society-tidskriften ACS Nano att uppvärmning av plastavfall i närvaro av kaliumacetat producerade partiklar med nanometerskaliga porer som fångar koldioxidmolekyler.
Dessa partiklar kan användas för att avlägsna CO2 från rökgasströmmar, rapporterade de.
"Punktkällor för CO2 utsläpp som avgaser från kraftverk kan förses med detta avfallsmaterial som härrör från plast för att avlägsna enorma mängder CO2 som normalt skulle fylla atmosfären," sa Tour. "Det är ett bra sätt att ha ett problem, plastavfall, ta itu med ett annat problem, CO2 utsläpp."
En nuvarande process för att pyrolysera plast som kallas kemisk återvinning producerar oljor, gaser och vaxer, men kolbiprodukten är nästan värdelös, sa han. Men pyrolysering av plast i närvaro av kaliumacetat producerar porösa partiklar som kan hålla upp till 18 % av sin egen vikt i CO2 vid rumstemperatur.
Doktorand Paul Savas matar in rå plast i en kross för att förbereda den för pyrolys eller uppvärmning i en inert atmosfär. Kredit:Jeff Fitlow, Rice University
Dessutom, medan typisk kemisk återvinning inte fungerar för polymeravfall med lågt fast kolinnehåll för att generera CO2 sorbent, inklusive polypropen och hög- och lågdensitetspolyeten, huvudbeståndsdelarna i kommunalt avfall, dessa plaster fungerar särskilt bra för att fånga upp CO2 vid behandling med kaliumacetat.
Laboratoriet uppskattar att kostnaden för koldioxidavskiljning från en punktkälla som rökgas efter förbränning skulle vara 21 USD per ton, mycket billigare än den energiintensiva, aminbaserade processen som används allmänt för att dra koldioxid från naturgasmatningar, vilket kostar $80-$160 per ton.
En plastkanna är foder till ett material som utvecklats vid Rice University som förvandlar plastavfall till ett material som absorberar koldioxid. Labbet riktar in sig på rökgaser som nu kräver en mycket mer komplex process för att binda koldioxid. Kredit:Jeff Fitlow/Rice University
Liksom aminbaserade material kan sorbenten återanvändas. Uppvärmning till cirka 75 grader Celsius (167 grader Fahrenheit) frigör instängd koldioxid från porerna, vilket regenererar cirka 90 % av materialets bindningsställen.
Eftersom den cyklar vid 75 grader Celsius är polyvinylkloridkärl tillräckliga för att ersätta de dyra metallkärl som normalt krävs. Forskarna noterade att sorbenten förväntas ha en längre livslängd än flytande aminer, vilket minskar stilleståndstiden på grund av korrosion och slambildning.
För att göra materialet omvandlas plastavfall till pulver, blandas med kaliumacetat och värms vid 600 C (1 112 F) i 45 minuter för att optimera porerna, varav de flesta är cirka 0,7 nanometer breda. Högre temperaturer ledde till bredare porer. Processen producerar också en vaxbiprodukt som kan återvinnas till rengöringsmedel eller smörjmedel, sa forskarna. + Utforska vidare
