Con microondas convierten desechos plásticos en hidrógeno limpio

Los desechos plásticos se han convertido en una forma de contaminación. Y en una de las más graves, tanto en términos de volumen como de impacto. Los 4.900 millones de toneladas de plástico que hay actualmente en la tierra terminan en vertederos o en la naturaleza, y este número aumentará año tras año. Para complicar más las cosas, se trata de materiales muy poco biodegradables, lo que perpetúa su impacto negativo en la naturaleza. Y a ello se suma la falta de una forma eficiente de reciclarlos: simplemente se descartan.

En un importante avance, un grupo de investigadores halló una manera de resolver el problema de reciclar desechos plásticos de consumo ordinario. El proceso genera una fuente de energía limpia. Y como colofón, las pocas sobras generadas pueden ser utilizadas como materia para múltiples aplicaciones industriales.

En concreto, el proceso desarrollado por un equipo de científicos del Reino Unido, China y Arabia Saudita permite convertir los desechos plásticos en gas hidrógeno y nanotubos de carbono.

El nuevo estudio, realizado por Peter Edwards de la Universidad de Oxford y su equipo, mostró que el método para convertir plástico en hidrógeno es un proceso de un solo paso. En su artículo publicado en la revista Nature Catalysis, el grupo describe su proceso y qué tan bien funcionó cuando se probó.

Rápido y eficiente

El proceso involucró la pulverización de los desechos plásticos, usando microondas con óxido de aluminio y óxido de hierro como catalizadores. Las microondas permitieron calentar los catalizadores sin calentar los plásticos. Así, los plásticos fueron calentados incidentalmente por los catalizadores. Se evitaron reacciones secundarias no deseadas, lo que hizo que el proceso fuera más eficiente.

El proceso de conversión dura solo de 30 a 90 segundos y resulta en la recuperación del 97% del hidrógeno en el plástico. Las sobras son nanotubos de carbono. Como fue el catalizador el que se calentó principalmente, se requirió menos energía para este método. Además, los nanotubos de carbono producidos eran de calidad suficiente para su uso en otras aplicaciones.

Edwards y su equipo señalaron que actualmente existen otras aplicaciones a gran escala que involucran el uso de microondas en lugares comerciales. El hecho sugiere que podría ser posible su uso para reciclar plásticos. Falta probar el enfoque en el reciclaje de plásticos a mayor escala.

Salvar los océanos

El nuevo método representa una solución potencialmente atractiva para el problema de los residuos plásticos; en lugar de contaminar y océanos, los plásticos podrían usarse como materia prima valiosa para producir combustible de hidrógeno limpio y productos de carbono con valor agregado. La magnitud del desastre que se avecina en el futuro del mundo si no se controla la contaminación plástica impulsará esfuerzos como este para tener éxito.

El profesor Peter Edwards dijo que este método ofrece una respuesta al «desafío del Armagedón de los desechos plásticos». Para el mundo, «particularmente en los países en desarrollo» ofrece «una ruta hacia la economía del hidrógeno», para que la sociedad se deje atrás el modelo basado en el uso casi exclusivo de combustibles fósiles. El hallazgo tiene el potencial de sustentar «cualquier avance aplicado importante en la búsqueda de avances energéticos sostenibles».

Energía limpia

Buscar fuentes de energía limpia también constituye una necesidad ambiental, especialmente en términos climáticos. El hidrógeno se ha convertido en un elemento importante de la ecuación. El reto es producirlo a través de un proceso que genera la menor cantidad de emisiones de CO₂. Y este hallazgo apunta en la dirección correcta.

Aplicar este método de manera escalable no es solo una forma de asegurar energía limpia, sino una manera en que las sociedades puedan administrar de manera sostenible su basura potencial y reducir los costes de eliminación.

Dado que el hidrógeno se obtiene específicamente de los desechos plásticos, no solo se aborda el problema de la basura, sino que se reducen las emisiones de CO₂ de otras fuentes de energía (o de otras formas de producción de hidrógeno). Entonces se trata de una solución neutra en carbono.

El uso de los nanotubos de carbono

Como ventaja adicional, los nanotubos de carbono, que se generan como sobras en el proceso, son moléculas cilíndricas que consisten en láminas enrolladas de átomos de carbono de una sola capa (grafeno).

Sus propiedades hacen que los nanotubos de carbono sean candidatos ideales para dispositivos electrónicos, químicos / electroquímicos y biosensores, transistores, emisores de campo de electrones, baterías de iones de litio, fuentes de luz blanca, celdas de almacenamiento de hidrógeno, tubos de rayos catódicos, descargas electrostáticas y aplicaciones de blindaje eléctrico.

El próximo reto para los investigadores será llevar el proceso a una escala industrial, que le permita hacerlo comercialmente viable. Uno de los autores principales del artículo, Tiancun Xiao de la Universidad de Oxford, cree posible hacerlo sin mayores problemas. Argumentó que los procesos industriales de microondas a gran escala ya se utilizan en las industrias minera, alimentaria y petroquímica. El equipo está trabajando para ampliar el método para uso industrial.

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