فناوری جدید دانشگاه آدلاید: از پلاستیک دورریز سوخت خودرو و برق تولید می‌شود

پیشگامی پژوهشگران آدلاید در تبدیل زباله پلاستیکی به هیدروژن با انرژی خورشید

پژوهشگران University of Adelaide¹ فرایند تازه‌ای معرفی کرده‌اند که می‌تواند زباله‌های پلاستیکی را با استفاده از نور خورشید به هیدروژن² و چند نوع سوخت و ماده شیمیایی ارزشمند دیگر تبدیل کند. این فناوری که «فوتورفرمینگِ خورشیدی» نام دارد، با کمک فتوکاتالیست‌ها³ پلاستیک‌های رایج را در دماهای پایین می‌شکند و در جریان واکنش، گاز هیدروژنِ بدون آلایندگی تولید می‌شود.

دو پاسخ برای دو چالش: آلودگی پلاستیک و انرژی پاک

زباله‌های پلاستیکی یکی از چالش‌های جدی محیط‌زیستی در استرالیاست. با وجود آن‌که تولید جهانی پلاستیک به حدود ۴۰۰ میلیون تُن در سال رسیده و کمتر از ۱۰٪ آن بازیافت می‌شود، در استرالیا حدود ۸۷٪ زباله پلاستیکی به محل دفن منتقل می‌شود. شکست‌های پرسر‌وصدایی مثل طرح REDcycle⁴ برای جمع‌آوری پلاستیک‌های نرم، نیاز به گزینه‌های عملی‌تر را پررنگ‌تر کرده است.

Xiao Lu⁵ از پژوهشگران این پروژه گفته است پلاستیک معمولاً به‌عنوان یک مشکل بزرگ محیط‌زیستی دیده می‌شود، اما هم‌زمان می‌تواند یک فرصت باشد؛ اگر بتوان پلاستیک‌های دورریز را با نور خورشید و به‌شکل کارآمد به سوخت پاک تبدیل کرد، موضوع آلودگی و موضوع انرژی هم‌زمان هدف قرار می‌گیرند.

در این روش، مواد حساس به نور فعال می‌شوند تا پلیمرهای پلاستیکی را بازآرایی و تجزیه کنند. خروجی واکنش، هیدروژن² است؛ سوختی که می‌تواند در حمل‌ونقل، تولید برق و گرمایش کاربرد داشته باشد، و همچنین برخی مواد شیمیایی صنعتی. این مسیر با تولید هیدروژن از «الکترولیز آب» مقایسه شده؛ روشی که گفته می‌شود استرالیا با آن حدود ۵۰۰ هزار تُن هیدروژن در سال تولید می‌کند. پژوهشگران می‌گویند فوتورفرمینگِ خورشیدی می‌تواند از نظر بهره‌وری انرژی و امکان توسعه در مقیاس بزرگ، مزیت‌هایی داشته باشد.

نتایج آزمایشگاهی و مسیر نزدیک به کاربرد صنعتی

این پژوهش با هدایت نویسنده ارشد، Professor Xiaoguang Duan⁶ انجام شده و نتایج آزمایشگاهی آن امیدوارکننده توصیف شده است. به گفته تیم تحقیقاتی، سامانه‌های تبدیل در آزمایشگاه بیش از ۱۰۰ ساعت به شکل پیوسته کار کرده‌اند و پایداری خود را نشان داده‌اند. با این حال، چالش‌هایی هم وجود دارد: ترکیب پلاستیک‌ها بسیار متنوع است و افزودنی‌هایی مانند رنگ‌ها می‌توانند تجزیه را پیچیده‌تر کنند؛ بنابراین جداسازی دقیق و پیش‌فرایندها اهمیت پیدا می‌کند.

این یافته‌ها امروز در نشریه داوری‌شده Chem Catalysis⁷ از Cell Press⁸ منتشر شده و سازوکار فوتورفرمینگ و شاخص‌های عملکردی آن را توضیح می‌دهد.

گزارش‌های تکمیلی و اشاره به منابع دیگر

در گزارش رسمی University of Adelaide News⁹ نیز بر نوآوری‌های فتوکاتالیستی برای پلاستیک‌های polyethylene¹⁰ و polystyrene¹¹—که در بسته‌بندی‌ها رایج‌اند—تأکید شده است. همچنین ABC News Australia¹² با نقل قول از Duan⁶ به ظرفیت این فناوری برای تغییر در مدیریت پسماند اشاره کرده و آن را در چارچوب برنامه‌ها و بحث‌های مرتبط با راهبردهای ملی هیدروژن، از جمله پروژه‌های هیدروژن سبز در Queensland¹³ مطرح کرده است.

Australian Renewable Energy Agency (ARENA)¹⁴ هم به حمایت‌ها و هم‌راستایی این کار با Australia’s National Hydrogen Strategy¹⁵ اشاره کرده و Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)¹⁶ نیز امکان‌پذیری فوتورفرمینگ را در کنار مسیرهای نزدیک مانند آزمون‌های پیرولیز پلاستیک با خورشید-حرارتی مطرح کرده است. علاوه بر این‌ها، 9News¹⁷ نیز درباره تبدیل زباله پلاستیکی به سوخت پاک هیدروژن با استفاده از نور خورشید و تحقیقات دانشگاه آدلاید گزارش داده است.

زمینه استرالیایی و زمان‌بندی این فناوری

پس از اعمال ممنوعیت‌های صادرات پلاستیک از سال ۲۰۱۹ در استرالیا، فشار برای مدیریت داخلی پسماند بیشتر شده است. در چنین شرایطی، تبدیل مستقیم پلاستیک‌های دورریز به هیدروژن با نور خورشید به‌عنوان یک مسیر فنی مطرح شده که می‌تواند هم به مسئله دفن زباله و هم به توسعه بخش هیدروژن مرتبط باشد؛ موضوعی که فعلاً در مرحله آزمایشگاهی و گزارش‌های علمی و رسانه‌ای دنبال می‌شود.

پانوشت منابع نام‌ها و عناوین (اصل انگلیسی):

¹ University of Adelaide
² hydrogen
³ photocatalysts
⁴ REDcycle
⁵ Xiao Lu
⁶ Professor Xiaoguang Duan
⁷ Chem Catalysis
⁸ Cell Press
⁹ University of Adelaide News
¹⁰ polyethylene
¹¹ polystyrene
¹² ABC News Australia
¹³ Queensland
¹⁴ Australian Renewable Energy Agency (ARENA)
¹⁵ Australia’s National Hydrogen Strategy
¹⁶ Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)
¹⁷ 9News