Riciclare il 94% della plastica in solo 4 ore: nuovo metodo per eliminare gran parte dei rifiuti plastici mondiali

In quella che potrebbe essere una soluzione al problema della plastica nel mondo, i ricercatori della Nortwest University dell’Illinois hanno sviluppato un nuovo e semplice metodo per sfruttare l’umidità dell’aria e scomporre i rifiuti.

Il processo inizia con un catalizzatore poco costoso che rompe i legami del polietilene tereftalato (PET), la plastica più diffusa della famiglia dei poliesteri. Una volta rotto, il materiale viene semplicemente esposto all’aria ambiente per trasferire il PET in monomeri, i mattoni essenziali della plastica.

I ricercatori ritengono che questi monomeri possano essere riciclati o trasformati in materiali più preziosi.

La nuova tecnica, più sicura, più economica e più sostenibile degli attuali metodi di riciclaggio della plastica, offre un percorso promettente verso la creazione di un’economia circolare per la plastica.

“L’aspetto particolarmente entusiasmante della nostra ricerca è che abbiamo sfruttato l’umidità dell’aria per scomporre la plastica, ottenendo un processo eccezionalmente pulito e selettivo”, ha dichiarato in un comunicato stampa Yosi Kratish, che è anche l’autore co-corrispondente dello studio.

Una soluzione sostenibile

I ricercatori hanno utilizzato un catalizzatore di molibdeno e carbone attivo, entrambi poco costosi, abbondanti e non tossici.

Per iniziare il processo, hanno combinato il PET con il catalizzatore e il carbone attivo e poi hanno riscaldato la miscela. Le plastiche in poliestere sono costituite da grandi molecole con unità ripetute collegate da legami chimici. In breve tempo, questi legami si sono spezzati.

Successivamente, i ricercatori hanno esposto il materiale frammentato all’aria. Con solo una traccia di umidità, si è trasformato in acido tereftalico (TPA), un precursore di grande valore per i poliesteri. L’unico sottoprodotto era l’acetaldeide, una sostanza chimica industriale facilmente rimovibile e di valore commerciale.

“In media, anche in condizioni di relativa siccità, l’atmosfera contiene circa 10.000-15.000 chilometri cubi di acqua”, ha dichiarato Naveen Malik, primo autore dello studio.

“Sfruttare l’umidità dell’aria ci permette di eliminare i solventi sfusi, ridurre il consumo di energia ed evitare l’uso di sostanze chimiche aggressive, rendendo il processo più pulito ed ecologico”.

Kratish ha dichiarato che il sistema ha funzionato perfettamente, ma ha fallito quando è stata aggiunta altra acqua, poiché l’eccesso ne ha disturbato il funzionamento. Mantenere il giusto equilibrio era fondamentale e alla fine l’umidità naturale dell’aria ha fornito la quantità perfetta.

Processo chimico di scomposizione del PET

Il problema della plastica

La plastica PET, ampiamente utilizzata negli imballaggi alimentari e nelle bottiglie per bevande, rappresenta il 12% del consumo globale di plastica. È uno dei principali responsabili dell’inquinamento da plastica a causa della sua resistenza alla degradazione naturale. Dopo l’uso, finisce nelle discariche o si degrada in minuscole microplastiche o nanoplastiche, inquinando le acque reflue e i corsi d’acqua.

Il riciclaggio della plastica rimane un obiettivo chiave della ricerca, ma i metodi esistenti spesso si basano su condizioni estreme – come alte temperature, uso intensivo di energia e solventi aggressivi – che producono sottoprodotti tossici.

Inoltre, i catalizzatori come il platino e il palladio sono costosi e contribuiscono al problema dei rifiuti. Una volta completata la reazione, i ricercatori devono separare i materiali riciclati dai solventi, un processo che richiede tempo ed energia.

“Invece di usare i solventi, abbiamo usato il vapore acqueo dell’aria. È un modo molto più elegante di affrontare i problemi di riciclaggio della plastica”, ha detto Kratish.

Veloce ed efficiente

Il processo è rapido ed efficiente: in sole quattro ore si recupera il 94% del TPA possibile.
Il catalizzatore non è solo durevole, ma anche riciclabile, mantenendo la sua efficacia attraverso un uso ripetuto. Inoltre, il metodo è stato progettato per lavorare con plastiche miste, mirando selettivamente ai poliesteri da riciclare. Questa selettività elimina la necessità di preselezione, offrendo un significativo vantaggio economico all’industria del riciclaggio.
Quando è stato testato su materiali reali come bottiglie di plastica, indumenti e rifiuti plastici misti, il processo è rimasto altamente efficace, anche scomponendo le plastiche colorate in TPA puro e incolore.
In futuro, i ricercatori mirano a scalare il processo per applicazioni industriali, assicurando che possa gestire in modo efficiente grandi volumi di rifiuti plastici.
Lo studio è stato recentemente pubblicato su Green Chemistry, una rivista della Royal Society of Chemistry.

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