アルゴンヌは「プラスチックNo.2」を2、3回だけでなく無限にリサイクルする方法を発見

同研究所の化学科学工学部門で触媒科学プログラムを率いるアルゴンヌの化学者マッシミリアーノ・デルフェロ氏は、コーネル大学と協力して、HDPE (No. 2 プラスチック) をリサイクルする新しい方法を発見しました。 アルゴンヌ国立研究所の提供

HDPEのリサイクルの概念実証には高価で希少な触媒が含まれていたため、アルゴンヌの化学者マッシミリアーノ・デルフェロ氏は、HDPEのリサイクルプロセスを刷新する次のステップは、振り出しに戻ってそれを市場に投入する方法を見つけることだと述べた。 アルゴンヌ国立研究所の提供

米国エネルギー省のアルゴンヌ国立研究所とコーネル大学の科学者は最近、プラスチック No. 2 (HDPE) を完全にリサイクル可能にする新しい方法を発見しました。 アルゴンヌ大学の化学科学および工学部門の研究者は、プロセスの改良を続けています。 アルゴンヌ国立研究所の提供

デュページ郡にあるアルゴンヌ国立研究所の化学者たちは、特定のプラスチックを無限にリサイクルする新しい方法を考案した。この発見は、牛乳や洗濯洗剤に使用される容器などのリサイクル方法を変える可能性がある。

これらの高密度ポリエチレン (HDPE) プラスチックをリサイクルする現在のプロセスでは、材料の特性の多くが失われるため、リサイクルは 2 ～ 3 回しか繰り返すことができません。 3 月に開発された Argonne の新しい方法は、使用済みの HDPE を何度もリサイクルできる材料に変換します。

これは、一般に PET として知られるプラスチック No. 1 の場合に広く使用されているプロセスです。 水や飲料のボトルに最も頻繁に使用されるプラスチック No. 1 は、無限にリサイクル可能です。 研究者らは、HDPE (プラスチック No. 2) でその結果を模倣しようと試みましたが、この材料は完全に異なる化学構造を持っているため、困難に直面しました。

「概念の実証として、私たちは HDPE 水差しを使用して化学を行い、ポリエチレン テレフタレート (つまりプラスチック No. 1) に似たいくつかの特定の基を挿入し、HDPE を無限に構築および分解できることを示しました。何度も実験を繰り返しましたが、元の材料の機械的および熱的特性は維持されています」と、研究室の化学科学および工学部門で触媒科学プログラムを率いるアルゴンヌの化学者マッシミリアーノ・デルフェロ氏は述べました。

このプロセスを通じて、リサイクルされた HDPE は潜在的に生分解性になる可能性もありました。化学者らは、細菌の酵素が鎖に付着して自然に分解できるようにする官能基をプラスチックのポリマー鎖に挿入しました。

デルフェロ氏と彼のチームは、コーネル大学と 4 年間協力してこのプロセスを開発しましたが、依然として 1 つの大きな課題に直面しています。 成功するには、非常にまれで非常に高価な要素が必要です。

彼らの次のステップは、振り出しに戻って、市場に投入できるようにプロセスをスケールアップする方法を見つけることです。

「私たちは非常に高価で非常に珍しい触媒を使用しましたが、大規模には使用できないことはすでにわかっています。しかし、地球上にあるプラスチック廃棄物の量を考慮する必要があります」とデルフェロ氏は述べた。 「私たちは、これらの重要な要素に対して行ったのと同じ反応を行うことができる他の触媒を発見するか、すぐに展開できるものに適応させる必要があります。これが私たちが今やろうとしていることです。」

HDPE を含むほとんどのプラスチックは化石燃料から作られているため、目標はプラスチック廃棄物を削減するだけでなく、石油を節約しながら HDPE に関連する炭素排出と汚染を削減することです。世界の年間石油使用量の約 8% が​​新しいプラスチックの製造に費やされています。 、その大部分は一度使用された後に廃棄されます。

デルフェロ氏は、2018年に米国のリサイクルの主な受け入れ国である中国やトルコがより厳格になり、混合紙くずとほとんどのプラスチックの受け入れを停止して以来、プラスチックリサイクルの問題はますます差し迫った問題になっていると付け加えた。

環境団体ラスト・ビーチ・クリーン・アップ・アンド・ビヨンド・プラスチックスの2022年の報告書によると、この変更は国のリサイクルシステムに大きな打撃を与え、その結果、リサイクル率は2018年の8.7％から2021年には5％～6％に低下したという。バーモント州のベニントン大学からのプロジェクト。

2015年の州委託廃棄物報告書によると、イリノイ州でもこの数字は同等で、州全体のプラスチックリサイクル率は8.1%となっている。

「現在、中国には何も送っていない――ほぼゼロだ――ということは、我々は自分たちのゴミを処理する必要があることを意味し、プラスチックを真に処理するための技術を発見し、開発する必要があることを意味する」とデルフェロ氏は語った。

• Jenny Whidden は、The Nature Conservancy が支援する Report For America との提携を通じて、Daily Herald と協力している気候変動および環境ライターです。 税控除の対象となる寄付で彼女の活動を支援するには、dailyherald.com/rfa をご覧ください。