Investigadores de la Universidad de Adelaida han utilizado fotocatálisis impulsada por luz y energía solar para innovar en una forma de convertir residuos de polietileno en productos químicos valiosos, allanando el camino para la gestión sostenible de residuos y contribuyendo a la economía circular.
Un equipo internacional de científicos dedicados a la investigación básica ha descubierto una manera de utilizar residuos de polietileno (PE) como materia prima. Lo convirtieron con éxito en sustancias químicas valiosas mediante un proceso llamado fotocatálisis impulsada por luz.
Un equipo dirigido por el profesor Qiao Shizhang, director del Departamento de Nanotecnología de la Universidad de Adelaida y director del Centro de Energía y Materiales Catalíticos de la Facultad de Ingeniería Química, publicó los resultados de su investigación en la revista Science Advances.
El profesor Qiao dijo: "Utilizamos catalizadores metálicos dispersos atómicamente para convertir los desechos plásticos de polietileno en etileno y ácido propiónico con alta selectividad. Usamos un método fotocatalítico a temperatura ambiente con oxidación acoplada para convertir los desechos en productos valiosos con alta selectividad. Casi el 99% del producto líquido es ácido propiónico, aliviando así los problemas asociados con la necesidad de separar productos complejos". Se utiliza energía solar renovable en lugar de procesos industriales que consumen combustibles fósiles y emiten gases de efecto invernadero. Esta estrategia de conversión de residuos en riqueza consta de cuatro componentes principales, que incluyen residuos plásticos, agua, luz solar y un fotocatalizador no tóxico que utiliza energía solar para promover la reacción. El fotocatalizador típico es el dióxido de titanio, que tiene átomos de paladio aislados en su superficie".
La mayoría de los plásticos que se utilizan hoy en día acaban desechándose y acumulándose en los vertederos. El polietileno es el plástico más utilizado en el mundo. Los envases de alimentos diarios, las bolsas de compras y los frascos de reactivos están hechos de PE. El polietileno representa la mayor proporción de todos los desechos plásticos y se encuentra principalmente en los vertederos, lo que representa una amenaza para el medio ambiente y la ecología global.
El profesor Qiao dijo: "Los desechos plásticos son un recurso sin explotar que puede reciclarse y procesarse para obtener nuevos plásticos y otros productos comerciales. El reciclaje catalítico de desechos de polietileno aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y es un desafío en la práctica debido a la inercia química del polímero y a las reacciones secundarias que surgen de la complejidad de la estructura molecular de los reactivos".
Actualmente, el reciclaje químico de residuos de polietileno se realiza a temperaturas superiores a los 400 grados centígrados y la composición del producto es compleja.
El etileno es una materia prima química importante que puede procesarse posteriormente en diversos productos industriales y diarios, mientras que el ácido propiónico también tiene una gran demanda por sus propiedades antisépticas y antibacterianas.
El trabajo del equipo tiene como objetivo abordar los desafíos ambientales y energéticos contemporáneos y contribuir a la economía circular. Será útil para futuras investigaciones científicas, gestión de residuos y fabricación de productos químicos.
El profesor Qiao dijo: "Nuestra investigación básica proporciona una solución ecológica y sostenible que puede reducir la contaminación plástica y utilizar residuos para producir sustancias químicas valiosas, logrando así una economía circular. Inspirará a las personas a diseñar racionalmente fotocatalizadores de alto rendimiento para la utilización de energía solar y facilitará el desarrollo de tecnología de reciclaje de residuos impulsada por energía solar".
Compilado de /scitechdaily