Plastik Atıklar Güneş Işığı Kullanılarak Sirkeye Dönüştürüldü
Plastik mutfakları, sokakları ve okyanusları dolduruyor ve çoğu yüzlerce yıl boyunca çevrede kalıyor. Şimdi bu atığı sirke gibi faydalı bir şeye dönüştürebileceğimizi hayal edin.
Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, araştırmacılar , güneş ışığı ve özel bir katalizör kullanarak plastik atıkların sirkenin ana maddesi olan asetik aside nasıl dönüştürülebileceğini gösterdi.
Bu keşif, plastik kirliliğine karşı mücadelede yeni bir umut sunuyor.
Plastik atık ciddi bir sorundur.
1950’lerden beri plastik üretimi hızla arttı. Plastik doğada çok uzun süre dayanır. Bazı plastiklerin parçalanması 250 ila 500 yıl sürer.
Bu nedenle plastik atıklar karaya, okyanuslara ve hatta yiyecek ve içme suyuna kadar yayıldı. Bilim insanları insan plasentasında ve bebek mamalarında bile mikroplastik buldular.
Plastik atıkların çoğu çöplüklere gidiyor veya yakılıyor. Plastik yakılması , karbondioksit de dahil olmak üzere zararlı gazlar açığa çıkarıyor.
Geri dönüşüm yardımcı olur, ancak geleneksel geri dönüşüm genellikle sorunu tamamen çözmek yerine plastiğin kalitesini düşürür. Mevcut kimyasal yöntemlerin çoğu ayrıca yüksek sıcaklık, yüksek basınç veya pahalı malzemeler gerektirir.
Bu sınırlamalar nedeniyle araştırmacılar, güneş ışığını kullanarak normal koşullar altında çalışan daha temiz ve basit bir çözüm istediler.
Doğa, plastiğin dönüştürülmesine yardımcı oluyor.
Waterloo Üniversitesi ekibi, mantarlardan ilham alan bir sistem tasarladı. Bazı mantarlar, özel enzimler kullanarak ahşap gibi sert malzemeleri parçalar. Bu doğal süreçten ilham alan bilim insanları, kademeli bir fotokataliz sistemi oluşturdu.
Bu sistemde, bir reaksiyon diğerini sırayla tetikler. İlk olarak, sistem plastiği daha küçük moleküllere ayırır. Ardından bu molekülleri asetik aside dönüştürür.
Ana malzeme Fe@C3N4 SAC olarak adlandırılır. Karbon nitrür yüzeyine eşit olarak dağılmış minik tekli demir atomları içerir.
Bu demir atomları büyük parçalar halinde değildir. Bunun yerine, her atom aktif bir bölge görevi görerek katalizörü çok verimli hale getirir. Demir içeriği çok düşüktür, ağırlıkça yaklaşık %0,5’tir, ancak yine de güçlü bir rol oynar.
Güneş ışığı plastiği sirkeye dönüştürür.
Güneş ışığı katalizöre çarptığında, sisteme eklenen hidrojen peroksiti aktive eder. Bu adım, son derece reaktif hidroksil radikalleri oluşturur. Bu radikaller plastik zincirlere saldırır ve onları parçalar.
Bu ayrışma sırasında, plastik önce ara bir adım olarak karbondioksite dönüşür. Daha sonra aynı katalizör bu karbondioksiti asetik aside dönüştürür.
Bu iki aşamalı süreç, normal sıcaklık ve basınç altında tek bir sistemde gerçekleşir.
Çalışmanın ortak yazarlarından Dr. Yimin Wu, “Bu yöntem, atmosfere ekstra karbondioksit eklemeden bol ve ücretsiz güneş enerjisinin plastik kirliliğini parçalamasına olanak tanıyor ” dedi.
Sistemin çalışma şekli
Reaksiyon suda gerçekleşir ve güçlü asitlere, yüksek ısıya veya aşırı basınca ihtiyaç duymaz.
Yapılan testler, hidrojen peroksitin reaksiyon boyunca varlığını sürdürdüğünü ve bunun da sürecin istikrarlı bir şekilde devam etmesine yardımcı olduğunu gösterdi.
Deneyler, sistemin PET, PE, PP ve PVC gibi yaygın plastiklerde çalıştığını gösterdi. PET, su şişelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
PE ve PP ambalaj ve kaplarda kullanılır. PVC ise borularda ve inşaat malzemelerinde kullanılır.
Aslında PVC özellikle yüksek verimlilik gösterdi. Bilim insanları, PVC’den salınan klorun, plastik zincirlerinin parçalanmasını hızlandırmaya yardımcı olan reaktif klor radikalleri oluşturabileceğine inanıyor.
Karışık plastikler üzerine çalışmalar
Bu sistemin en önemli avantajlarından biri, karışık plastikleri işleyebilme yeteneğidir.
Gerçek hayatta, plastik atıklar genellikle farklı türlerin bir araya gelmesiyle oluşur. Araştırmacılar PET, PE ve PP karışımını test ettiler. Sistem, sabit oranlarda asetik asit üretmeye devam etti.
Plastiğin yapısı da sonuçları etkiler. Daha basit bir zincir yapısına sahip olan PE, PET’e göre daha fazla asetik asit üretti. PET, parçalanması daha zor olan karmaşık halka yapıları içerir.
Katalizör, tekrarlanan testler sırasında da kararlılığını korudu. Demir atomları eşit şekilde dağılmış halde kaldı ve önemli bir madde kaybı meydana gelmedi. Bu kararlılık, uzun süreli kullanım için önemlidir.
Akıllı tasarım verimliliği artırır.
Araştırmacılar, reaktörü alüminyum folyo ile sararak performansı artırdılar.
Bu basit adım, ışığı reaktöre geri yansıttı. Sonuç olarak, daha fazla ışık içeride kaldı ve bazı durumlarda asetik asit üretimi beş kata kadar arttı.
Ekip ayrıca sistemi, tam güneş ışığı yoğunluğunun yaklaşık yüzde 60’ı altında gerçek güneş ışığı altında da test etti.
Doğal koşullar altında bile katalizör asetik asit üretmeye devam etti. Bu sonuç, sistemin laboratuvar dışında da çalışabileceğini göstermektedir.
Plastiği sirkeye dönüştürmek
Araştırmacılar ayrıca sürecin ekonomik yönünü de incelediler. Hidrojen peroksit şu anda maliyetin büyük kısmını oluşturuyor. Tamamen finansal açıdan bakıldığında, süreç hala zorluklarla karşı karşıya.
Ancak çevresel faydalar da hesaba katıldığında durum değişiyor. Plastik atıkların çoğu çöplüklere veya çevreye karışarak uzun vadeli zararlara yol açıyor.
Çevre kirliliğini önlemek ve karbon emisyonlarını azaltmak, normal piyasa fiyatlarının yansıtmadığı sosyal değerler katmaktadır.
Ekip, gelecekteki sistemlerin yenilenebilir elektrik kullanarak hidrojen peroksit üretebileceğini öne sürüyor. Bu değişiklik maliyetleri düşürebilir ve süreci daha sürdürülebilir hale getirebilir.
Plastik atıklar faydalı sirkeye dönüşüyor
Bu araştırma, plastik atıkların kirlilik olarak kalmak zorunda olmadığını gösteriyor. Güneş ışığı ve özenle tasarlanmış katalizörler yardımıyla plastik, faydalı bir kimyasala dönüştürülebilir.
Sistem oda sıcaklığında çalışır, düşük maliyetli demir kullanır ve aşırı koşullardan kaçınır. Plastikleri basitçe parçalara ayırmak yerine kimyasal düzeyde parçalar.
Teknoloji henüz laboratuvar aşamasında olsa da, güneş enerjisiyle çalışan geri dönüşüm sistemlerinin önünü açıyor. Bir gün güneş ışığı, nehirleri ve okyanusları temizlemeye yardımcı olurken, atıkları da değerli ürünlere dönüştürebilir.
Bu araştırma, plastiği nasıl atacağımızı sormak yerine daha iyi bir soru soruyor: Atık nasıl faydalı bir şeye dönüştürülebilir? Güneş ışığı, basit malzemeler ve akıllı kimya bu sorunun cevabını verebilir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Plastik Atıklar Güneş Işığı Kullanılarak Sirkeye Dönüştürüldü
Hayvanları ve Bitkileri Oluşturan Karmaşık Hücreler Nasıl Ortaya Çıktı?
Plastik Atıklar Güneş Işığı Kullanılarak Sirkeye Dönüştürüldü/Plastik Atıklar Güneş Işığı Kullanılarak Sirkeye Dönüştürüldü