بحث يوجه مستقبل إعادة التدوير الكيميائي للنفايات البلاستيكية – ScienceDaily

يهدف بحث جديد من جامعة كورنيل إلى تسهيل عملية إعادة التدوير الكيميائي – وهي صناعة ناشئة يمكن أن تعيد منتجات النفايات إلى موارد طبيعية عن طريق تكسير البلاستيك فيزيائيًا إلى جزيئات أصغر تم إنتاجه منها في الأصل.

في بحث جديد بعنوان “تقييم دورة الحياة التبعية وتحسين إعادة تدوير نفايات البلاستيك البلاستيكية عالية الكثافة من البولي إيثيلين” ، نُشر في عدد 13 سبتمبر من المجلة الكيمياء والهندسة المستدامة ACS، Fengqi You و Roxanne E. and Michael J. Zak الأستاذ في هندسة أنظمة الطاقة وطالب الدكتوراه Xiang Zhao بالتفصيل إطار عمل يتضمن العديد من النماذج والمنهجيات الرياضية التي تتناول كل شيء من معدات إعادة التدوير الكيميائي والعمليات ومصادر الطاقة ، إلى التأثيرات البيئية و سوق للمنتجات النهائية.

إطار العمل هو أول تحليل شامل من نوعه يحدد التأثيرات البيئية لدورة الحياة لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية الكيميائية ، مثل تغير المناخ والسمية البشرية.

تم إنتاج مليارات الأطنان من البلاستيك منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، ومع ذلك ، لم تتم إعادة تدوير معظمها – 91٪ ، وفقًا لدراسة يتم الاستشهاد بها كثيرًا -. في حين أن زيادة مدافن النفايات والمناطق الطبيعية الملوثة من بين المخاوف ، فإن الفشل في تقليل وإعادة استخدام البلاستيك يعتبر أيضًا من قبل البعض بمثابة فرصة اقتصادية ضائعة.

هذا هو السبب في أن الصناعة الناشئة لإعادة التدوير الكيميائي تستحوذ على اهتمام صناعة النفايات والباحثين مثلك ، الذين يساعدون في تحديد التقنيات المثلى لإعادة التدوير الكيميائي وتقديم خارطة طريق لمستقبل الصناعة.

لا تؤدي إعادة التدوير الكيميائي فقط إلى إنشاء “اقتصاد دائري” ، حيث يمكن إعادة منتج النفايات مرة أخرى إلى مورد طبيعي ، ولكنه يفتح الباب أمام المواد البلاستيكية مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة – المستخدم لإنتاج عناصر مثل الزجاجات الصلبة ، الألعاب والأنابيب تحت الأرض وأظرف عبوات البريد – يتم إعادة تدويرها بشكل أكثر شيوعًا.

يمكن لإطار العمل الخاص بك تحديد العواقب البيئية لديناميكيات السوق التي ستتجاهلها تقييمات الاستدامة لدورة الحياة النموذجية. إنه أيضًا أول من يجمع بين تحسين البنية الفوقية – وهي تقنية حسابية للبحث عبر مساحة اندماجية كبيرة من مسارات التكنولوجيا لتقليل التكلفة – مع تحليل دورة الحياة ومعلومات السوق والتوازن الاقتصادي.

تسلط الورقة الضوء على فوائد تحسين دورة الحياة اللاحقة عند مقارنتها بأدوات التحليل الأكثر تقليدية. في أحد السيناريوهات ، لتحقيق أقصى قدر من النتائج الاقتصادية مع تقليل الآثار البيئية ، أدى تحسين دورة الحياة إلى انخفاض بنسبة تزيد عن 14٪ في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وخفض بنسبة تزيد عن 60٪ في تلوث الهواء الكيميائي الضوئي عند مقارنته بنهج تقييم دورة الحياة المنسوب عادةً المستخدمة في دراسات التقييم البيئي.

بينما يعطي التحليل خبراء الصناعة وصانعي السياسات مسارًا عامًا للنهوض بإعادة التدوير الكيميائي والاقتصاد الدائري للبلاستيك ، يجب مراعاة عدد لا يحصى من الخيارات والمتغيرات على طول المسار التكنولوجي. على سبيل المثال ، إذا كان طلب السوق على المواد الكيميائية الأساسية مثل الإيثيلين والبروبيلين قويًا بدرجة كافية ، فإن الإطار يوصي بنوع معين من تقنية الفصل الكيميائي ، بينما إذا كان البوتان أو الأيزوبيوتين مطلوبًا ، فإن نوع آخر من التكنولوجيا هو الأمثل.

قلت “إنها عملية كيميائية وهناك الكثير من الاحتمالات”. “إذا أردنا الاستثمار في إعادة التدوير الكيميائي ، فما هي التكنولوجيا التي سنستخدمها؟ هذا يعتمد حقًا على تكوين نفاياتنا ، ومتغيرات بلاستيك البولي إيثيلين ، ويعتمد على أسعار السوق الحالية للمنتجات النهائية مثل الوقود والهيدروكربونات.”

تعتمد العواقب البيئية لإعادة التدوير الكيميائي على متغيرات مثل عملية المورد للمواد الأولية والمنتجات الكيميائية. على سبيل المثال ، وجد إطار العمل أن إنتاج البيوتين في الموقع بدلاً من توفيره يمكن أن يقلل تلوث الهواء الكيميائي الضوئي من محطات إعادة التدوير بحوالي 20٪ ، بينما يزيد استخدام الغاز الطبيعي في الموقع بأكثر من 37٪ من الإشعاع المؤين الضار المحتمل.

“هناك دائمًا شيء يمكننا تحريفه وتعديله في التكنولوجيا والعملية ، وهذا هو الجزء الصعب ،” قال يو ، الذي أضاف أنه مع ظهور تقنيات إعادة تدوير كيميائية جديدة وتغير الأسواق ، سيظل تحسين دورة الحياة اللاحقة أداة قوية للتوجيه الصناعة الناشئة.

تم دعم البحث جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من جامعة كورنيل. الأصل بقلم سيل كاكابير ، بإذن من كورنيل كرونيكل. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *