Paliwo z plastiku? To się da zrobić.

Wodór jest bezemisyjnym źródłem energii, który może być spalany zamiast paliw kopalnych, lecz w najbardziej rozpowszechnionej technologii jego produkcji wykorzystuje się metan, gaz wywołujący silny efekt cieplarniany. Inne znane metody są kosztowne i wymagają dużych nakładów. Obecnie naukowcy znaleźli czystszy – i teoretycznie zyskowny – sposób wytwarzania wodoru z odpadów plastikowych. W procesie tym powstaje jednocześnie grafen, niezwykle cenny, ultracienki materiał węglowy mający zastosowanie w produktach takich, jak urządzenia elektroniczne, beton i części samochodowe. Jak mówi James Tour, profesor chemii z Rice University i główny autor pracy na ten temat opublikowanej w czasopiśmie „Advanced Materials”, metoda ta może pozwolić na obniżenie poziomu emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

W ramach przeprowadzonych w 2020 roku badań Tour i jego zespół podgrzewali plastik silnym prądem elektrycznym do temperatury około 2700^oC przez kilka milisekund, wykorzystując zjawisko zwane błyskawicznym ogrzewaniem Joule’a, co powoduje rozbicie wiązań chemicznych tworzywa. W rezultacie powstawał grafen składający się z kilku warstw siatki węglowej o grubości jednego atomu, a nie spotykany najczęściej typ o pojedynczej warstwie. Wydzielał się przy tym gaz i zespół musiał dokonać kolejnych analiz, aby wyznaczyć jego skład. Ostatecznie ustalono, że jest to wodór o czystości dochodzącej do 94%.

W ramach tego nowego studium badacze przeprowadzili środowiskową ocenę cyklu życiowego procesu, aby porównać go z innymi sposobami otrzymywania wodoru pod kątem kosztów i emisji do atmosfery. Stwierdzili, że błyskawiczne ogrzewanie Joule’a pozwala emitować od 39% do 84% mniej gazów cieplarnianych. Metoda ta mogłaby również przynosić zyski dzięki wytworzonemu grafenowi – jakkolwiek „na jego wielowarstwową odmianę jest mniejszy popyt i nie wiadomo, jaką można by za niego uzyskać cenę”, mówi Juan Pablo Trelles, profesor inżynierii mechanicznej i przemysłowej na University of Massachusetts Lowell, który nie brał udziału w tych badaniach.

Techniką tą wytwarza się wodór z mieszanych tworzyw sztucznych, lecz teoretycznie powinno dać się użyć również innych rodzajów odpadów domowych zawierających węgiel, takich jak karton i papier, mówi Tour. Wykorzystanie tak pozyskanego wodoru na dużą skalę w samochodach, elektrowniach i innych instalacjach przemysłowych pozwoliłoby znacząco zredukować emisję gazów cieplarnianych, lecz wymagałoby fundamentalnych zmian całej infrastruktury energetycznej.

Tour przyznaje, że wiele firm zwróciło się już do niego z prośbą o udzielenie licencji na tę technologię. „Zwykle czeka się całymi latami i nie można się doprosić, by ktokolwiek raczył spojrzeć na nowy proces lub produkt – mówi. – Więc to jest istne szaleństwo”.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.