دانشمندان چینی با تبدیل زبالههای پلاستیکی به مواد کربنی، راهی نو برای افزایش توان باتریها و کاهش آلودگی محیطزیست یافتهاند.
به گزارش تکناک، تیم تحقیقاتی دانشگاه کشاورزی شنیانگ در چین اعلام کرده است که با استفاده از فناوریهای نوین کربونیزهسازی میتوان کربن موجود در پلاستیک را بازیابی و در کاربردهای انرژی و محیطزیست دوباره استفاده کرد. دکتر «گایشیو یانگ»، نویسنده مسئول این پژوهش از مؤسسه انرژی گوانگژو وابسته به آکادمی علوم چین، در بیانیهای در تاریخ ۲۷ اکتبر گفت: «هدف ما تبدیل زبالههای پلاستیکی از یک بار زیستمحیطی به منبعی پایدار و ارزشمند است.»
به گفته او، با پیشرفت فناوریهای حرارتی و شیمیایی میتوان از پلاستیکهای دورریختنی برای ساخت موادی مانند نانولولههای کربنی، گرافن و کربن متخلخل استفاده کرد. این مواد امروزه در طراحی باتریها، سلولهای سوختی و ابرخازنها کاربرد گسترده دارند و میتوانند بازده و طول عمر آنها را به شکل چشمگیری افزایش دهند.
پلاستیکها از زمان اختراع رزین فنولیک توسط «لئو بیکلند» در سال ۱۹۰۷ به یکی از پرکاربردترین مواد صنعتی و مصرفی تبدیل شدهاند. با این حال، مصرف گسترده آنها باعث افزایش بیسابقه زبالههای پلاستیکی شده است. طبق آمار، تنها در سال ۲۰۲۱ بیش از ۳۹۰ میلیون تُن پلاستیک در سراسر جهان تولید شده که بخش زیادی از آن در طبیعت باقی مانده و موجب آلودگی خاک، آب و اقیانوسها شده است.
روشهای سنتی مدیریت پسماند، از جمله دفن، سوزاندن یا بازیافت مکانیکی، نتوانستهاند این مشکل را حل کنند و حتی گاه موجب آلودگی ثانویه میشوند. از همین رو، پژوهشگران در سراسر جهان به دنبال روشهایی هستند که بتوانند زبالههای پلاستیکی را به مواد باارزش تبدیل کنند.
نتایج این تحقیق در نشریه Sustainable Carbon Materials منتشر شده و در آن روشهای مختلفی برای بازیافت و تبدیل پلاستیک بررسی شده است. یکی از مؤثرترین روشها که توجه زیادی را جلب کرده، فناوری «گرمایش فوری ژولی» است. این فناوری قادر است در چند هزارم ثانیه، پلاستیک را به گرافن باکیفیت تبدیل کند، در حالی که برای هر کیلوگرم ماده اولیه کمتر از ۰٫۱ کیلووات ساعت انرژی مصرف میکند.
در آزمایش انجامشده، تیم تحقیقاتی موفق شد نوعی کربن متخلخل از زبالههای پلاستیکی تولید کند که ظرفیت ذخیره انرژی آن تقریباً معادل حداکثر ظرفیت نظری باتریهای سلنیومی بود و در چرخههای متعدد استفاده، پایداری بالایی از خود نشان داد.
پروفسور «یان چن» از دانشگاه صنعتی جنوب چین، نویسنده همکار این تحقیق، در اینباره گفت:
«این فناوری میتواند حلقهای بین کنترل آلودگی و تولید انرژی تجدیدپذیر ایجاد کند و مسیر حرکت بهسوی اقتصاد چرخشی کربن را هموار سازد.»
علاوه بر کاربردهای انرژی، مواد کربنی حاصل از پلاستیک میتوانند در حوزه محیطزیست نیز نقشآفرینی کنند؛ از جمله در جذب گازهای گلخانهای مانند دیاکسید کربن و حذف فلزات سنگین و آنتیبیوتیکها از فاضلابها.
با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که برای تجاریسازی این فناوری، چالشهایی همچون بهینهسازی طراحی کاتالیزورها و کنترل دقیق فرآیندهای شیمیایی باید برطرف شود تا تولید مواد کربنی باارزش و باکیفیت در مقیاس صنعتی ممکن گردد.
این تحقیق چشماندازی تازه برای استفاده از زبالههای پلاستیکی در صنایع انرژی ارائه میدهد؛ رویکردی که میتواند هم به کاهش بحران آلودگی پلاستیکی کمک کند و هم گامی بزرگ در جهت توسعه فناوریهای ذخیرهسازی انرژی پایدار باشد.
