Le laboratoire transforme les déchets plastiques difficiles à traiter en maître de la capture du carbone

Voici une autre chose à faire avec cette montagne de plastique usagé : faites-lui absorber l’excès de dioxyde de carbone.

Ce qui semble être un gagnant-gagnant pour une paire de problèmes environnementaux pressants décrit une technique chimique récemment découverte par un laboratoire de l’Université Rice pour transformer les déchets plastiques en un absorbant efficace du dioxyde de carbone (CO2) pour l’industrie.

Le chimiste du riz James Tour et les co-auteurs principaux Wala Algozeeb, ancien élève du riz, l’étudiant diplômé Paul Savas et le chercheur postdoctoral Zhe Yuan ont rapporté dans la revue American Chemical Society ACS Nano que le chauffage des déchets plastiques en présence d’acétate de potassium a produit des particules avec des pores à l’échelle nanométrique qui piègent les molécules de dioxyde de carbone.

Ces particules peuvent être utilisées pour éliminer le CO2 des flux de gaz de combustion, ont-ils rapporté.

« Les sources ponctuelles d’émissions de CO2 telles que les cheminées d’échappement des centrales électriques peuvent être équipées de ce matériau dérivé de déchets plastiques pour éliminer d’énormes quantités de CO2 qui rempliraient normalement l’atmosphère », a déclaré Tour. « C’est un excellent moyen d’avoir un problème, les déchets plastiques, pour résoudre un autre problème, les émissions de CO2. »

Un processus actuel de pyrolyse du plastique connu sous le nom de recyclage chimique produit des huiles, des gaz et des cires, mais le sous-produit de carbone est presque inutile, a-t-il déclaré. Cependant, la pyrolyse du plastique en présence d’acétate de potassium produit des particules poreuses capables de retenir jusqu’à 18 % de leur propre poids en CO2 à température ambiante.

De plus, alors que le recyclage chimique typique ne fonctionne pas pour les déchets polymères à faible teneur en carbone fixe afin de générer un sorbant de CO2, y compris le polypropylène et le polyéthylène haute et basse densité, les principaux constituants des déchets municipaux, ces plastiques fonctionnent particulièrement bien pour capturer le CO2 lorsqu’il est traité avec de l’acétate de potassium.

Le laboratoire estime que le coût de la capture du dioxyde de carbone à partir d’une source ponctuelle telle que les gaz de combustion post-combustion serait de 21 dollars la tonne, bien moins cher que le procédé à base d’amines énergivore couramment utilisé pour extraire le dioxyde de carbone des alimentations en gaz naturel. qui coûte 80 à 160 dollars la tonne.

Comme les matériaux à base d’amines, le sorbant peut être réutilisé. Le chauffer à environ 75 degrés Celsius (167 degrés Fahrenheit) libère du dioxyde de carbone piégé des pores, régénérant environ 90 % des sites de liaison du matériau.

Parce qu’il cycle à 75 degrés Celsius, les récipients en polychlorure de vinyle sont suffisants pour remplacer les coûteux récipients métalliques qui sont normalement nécessaires. Les chercheurs ont noté que le sorbant devrait avoir une durée de vie plus longue que les amines liquides, réduisant ainsi les temps d’arrêt dus à la corrosion et à la formation de boues.

Pour fabriquer le matériau, les déchets plastiques sont transformés en poudre, mélangés à de l’acétate de potassium et chauffés à 600 C (1 112 F) pendant 45 minutes pour optimiser les pores, dont la plupart mesurent environ 0,7 nanomètre de large. Des températures plus élevées ont conduit à des pores plus larges. Le processus produit également un sous-produit de cire qui peut être recyclé en détergents ou en lubrifiants, ont déclaré les chercheurs.