Un equipo pionero dirigido por la Universidad de Delaware ha desarrollado un catalizador revolucionario que transforma los residuos plásticos en combustibles líquidos de manera más eficiente, allanando el camino para soluciones sostenibles a la contaminación plástica.
Un equipo de investigadores, dirigido por la Universidad de Delaware, ha logrado un avance significativo en la lucha contra la contaminación plástica. El equipo ha desarrollado un novedoso catalizador que convierte los residuos plásticos en combustibles líquidos con mayor rapidez y con menos subproductos no deseados que los métodos actuales.
Los plásticos, aunque valorados por su durabilidad, plantean un importante desafío ambiental debido a su persistencia en forma de pequeños desechos conocidos como microplásticos, que se infiltran en los ecosistemas y amenazan la salud humana.
Los procesos de reciclaje tradicionales degradan la calidad de los plásticos con el tiempo y no logran seguir el ritmo del gran volumen de desechos plásticos globales.
El nuevo catalizador, publicado El artículo, publicado en la revista Chem Catalysis, representa un avance crucial en el supraciclaje de plástico: la transformación de residuos en recursos valiosos. Esta innovación está destinada a reducir sustancialmente la contaminación plástica y fomentar la producción sostenible de combustibles.
“En lugar de dejar que los plásticos se acumulen como desechos, el supraciclaje los trata como combustibles sólidos que pueden transformarse en combustibles líquidos y productos químicos útiles, lo que ofrece una solución más rápida, más eficiente y respetuosa con el medio ambiente”, dijo el autor principal Dongxia Liu, profesor Robert K. Grasseli de Ingeniería Química y Biomolecular en la Universidad de Delaware, en un comunicado de prensa.
La investigación del equipo se centra en la hidrogenólisis, un método que utiliza gas hidrógeno y un catalizador para descomponer los polímeros de los plásticos en combustibles líquidos adecuados para el transporte y el uso industrial.
Los catalizadores tradicionales a menudo enfrentan problemas de eficiencia porque las moléculas de polímero tienen dificultades para interactuar con los sitios activos del catalizador.
Sin embargo, el equipo dirigido por la Universidad de Delaware abordó este problema innovando con MXenes (pronunciado max-eens), un tipo de nanomaterial. Transformaron los MXenes en MXenes mesoporosos, creando poros más grandes y abiertos que permiten que el plástico fundido fluya con mayor libertad, mejorando así la eficiencia del proceso de supraciclaje.
“Los MXenos forman capas bidimensionales, como las páginas de un libro. Estas capas apiladas en el libro cerrado dificultan el movimiento del plástico fundido, lo que limita el contacto con el catalizador”, añadió el primer autor Ali Kamali, doctorando del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular. “Para mejorar el diseño, insertamos pilares de sílice para abrir el espacio entre las capas de MXenos, permitiendo que los polímeros y los compuestos intermedios que se forman durante la reacción fluyan con mayor facilidad”.
Al probar su catalizador de rutenio soportado en MXene mesoporoso con polietileno de baja densidad (LDPE), un plástico común utilizado en bolsas de compras y películas, el equipo observó resultados notables.
En un reactor presurizado, combinando LDPE con el catalizador y gas hidrógeno, las velocidades de reacción fueron casi el doble de rápidas que las reportadas previamente para la hidrogenólisis de LDPE. El catalizador también presentó una alta selectividad, produciendo combustibles líquidos específicos y minimizando subproductos no deseados como el metano.
Logramos producir un material que no solo acelera la conversión, sino que también mejora la calidad de los productos combustibles. Este avance resalta el potencial de los catalizadores mesoporosos nanoestructurados para mejorar el supraciclaje del plástico, añadió Liu.
De cara al futuro, el equipo de investigación planea perfeccionar aún más el catalizador y desarrollar una biblioteca completa de catalizadores basados en MXene para procesar diversos tipos de plásticos. Su objetivo es colaborar con socios de la industria para transformar los residuos plásticos en combustibles y productos químicos que beneficien al medio ambiente y aporten valor económico a las comunidades locales.
Fuente: Universidad de Delaware