ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda (ORNL) görev yapan araştırmacılar, alışveriş poşetleri ve plastik kesme tahtaları gibi günlük hayatta yaygın biçimde kullanılan ürünlerin hammaddesi olan polietilen plastik atıklarını yakıta dönüştürmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Patent başvurusu yapılan bu araştırmanın bulguları, Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nde yayımlandı.
Erimiş Tuzlar Plastiği Yakıt Moleküllerine Dönüştürüyor
Yeni yöntemin temelinde alüminyum klorür içeren erimiş tuzların kullanımı yatıyor. Bu tuzlar, süreçte çift işlev üstleniyor: Hem kimyasal reaksiyonun gerçekleştiği ortamı sağlıyor hem de plastiğin uzun moleküler zincirlerini parçalayarak daha küçük yakıt moleküllerine dönüştürüyor. Böylece tek bir malzeme, hem çözücü hem de katalizör görevini aynı anda yerine getiriyor.
Araştırmacılar, işlemde kullanılan plastiğin yapısına bağlı olarak farklı yakıt türlerinin elde edilebildiğini saptadı. Daha basit polimer zincir yapısına sahip polietilenden benzin benzeri yakıtlar üretilirken, daha karmaşık zincir yapısına sahip olanlarda dizel benzeri yakıtlar ortaya çıktı. Deneylerde yaklaşık yüzde 60 benzin verimine ulaşıldığı belirtildi.
Önceki Yöntemlere Kıyasla Çok Daha Düşük Sıcaklık
Yöntemin en dikkat çekici özelliklerinden biri, işlemin 200 santigrat derecenin altında gerçekleştirilebilmesi. Bu durum, mevcut teknolojilerle kıyaslandığında önemli bir fark ortaya koyuyor. Polietileni yakıta dönüştürmek için kullanılan önceki yöntemlerde plastiğin parçalanabilmesi amacıyla yaklaşık 450 ila 500 santigrat dereceye varan sıcaklıklara ihtiyaç duyulabiliyordu. Yeni yöntem bu sıcaklık eşiğini belirgin biçimde aşağı çekiyor.
Buna ek olarak, süreçte pahalı değerli metal katalizörlere, organik çözücülere, dışarıdan sağlanan hidrojene ya da reaksiyonu tetiklemek için ayrı bir kimyasala ihtiyaç duyulmadığı da araştırmacılar tarafından vurgulandı. Sistemde kullanılan alüminyum bazlı erimiş tuzların maliyetinin düşük olması da yöntemin öne çıkan özellikleri arasında gösteriliyor.
Laboratuvardan Sanayiye Taşımanın Önündeki Engel
Araştırmacılar, yöntemin laboratuvar ölçeğinin ötesine geçirilebilmesi durumunda plastik atıklardan ulaşım ve sanayide kullanılabilecek yakıtların üretimine katkı sağlayabileceğini belirtiyor. Ancak teknolojinin endüstriyel ölçeğe taşınması önünde henüz aşılamamış önemli bir teknik sorun bulunuyor.
Sistemde kullanılan malzeme suyu kolayca emiyor ve nem, sistemin kararlılığını olumsuz yönde etkiliyor. Bu durum, yöntemin kontrollü laboratuvar koşullarının dışında tutarlı biçimde çalışmasını zorlaştırıyor. Araştırma ekibi şu an için erimiş tuzları daha kararlı hale getirmenin ve işlem tamamlandıktan sonra bu tuzların sistemden ayrılmasını kolaylaştırmanın yollarını araştırıyor.
Sıkça Sorulan Sorular
ORNL'nin geliştirdiği yöntemde plastik nasıl yakıta dönüştürülüyor?
Yöntemde polietilen plastik, alüminyum klorür içeren erimiş tuzlarla bir araya getiriliyor. Bu tuzlar hem reaksiyonun gerçekleştiği ortamı oluşturuyor hem de plastiğin uzun moleküler zincirlerini parçalayarak daha küçük yakıt moleküllerine dönüştürüyor.
Hangi plastiklerden hangi yakıtlar elde ediliyor?
Araştırmacılara göre daha basit polimer zincir yapısına sahip polietilenden benzin benzeri yakıtlar, daha karmaşık zincir yapısına sahip olanlardansa dizel benzeri yakıtlar elde ediliyor. Deneylerde yaklaşık yüzde 60 benzin verimine ulaşıldığı bildirildi.
Yeni yöntemin sıcaklık avantajı nedir?
Yeni yöntem 200 santigrat derecenin altında çalışabiliyor. Polietileni yakıta dönüştürmek için kullanılan önceki yöntemlerde ise plastiğin parçalanması amacıyla yaklaşık 450-500 santigrat dereceye ihtiyaç duyulabiliyordu.
Teknolojinin endüstriyel kullanıma geçişinin önündeki en büyük engel nedir?
Sistemde kullanılan malzeme suyu kolayca emiyor ve nem, sistemin kararlılığını azaltabiliyor. Araştırmacılar bu sorunu aşmak için erimiş tuzları daha kararlı hale getirmenin ve işlem sonrasında ayrılmalarını kolaylaştırmanın yollarını araştırıyor.
Araştırmanın bulguları nerede yayımlandı?
Patent başvurusu yapılan araştırmanın bulguları Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nde yayımlandı.
