أخبار ar.wedoany.com، طوّر باحثون من جامعة نانجينغ للغابات وجامعة تسينغهوا طريقة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مواد شبيهة بوقود الطائرات. وبالمقارنة مع العمليات المماثلة السابقة، تتميز الطريقة الجديدة بانخفاض التكلفة وارتفاع الكفاءة، فضلاً عن انخفاض درجات الحرارة والضغط المطلوبين، مع إمكانية التشغيل المستمر بدلاً من التشغيل الدفعي.
أفاد فريق البحث في ورقة علمية نُشرت في مجلة "نيتشر إنيرجي" (Nature Energy) أن العملية تعتمد على تحلل البلاستيك بالحرارة العالية في وجود غاز الهيدروجين. وأوضح الأستاذان لي يادونغ ووانغ دينغشينغ، وهما المؤلفان المشاركان الكبيران في الدراسة، لموقع "تيك إكسبلور" (Tech Xplore) أن الفريق يدرس منذ عدة سنوات عملية الهدرجة الحرارية للبلاستيك من منظور المحفّزات، مشيرين إلى أن المجال قد دخل الآن عصر المحفّزات ذات المواقع الذرية المفردة. وأضافا أن نواتج الهدرجة التقليدية للبلاستيك تتسم بتوزيع واسع يصعب التحكم فيه، وأن تصميم المراكز النشطة على المستوى الذري قد يسهم في حل مشكلة الانتقائية.
تتكون العملية الجديدة من خطوتين. أولاً، يُسخّن البلاستيك إلى أكثر من 460 درجة مئوية لتحلله حرارياً، حيث تتفكك سلاسل البلاستيك الطويلة إلى أجزاء هيدروكربونية أصغر. ثم، عند درجة حرارة 160 درجة مئوية، تُمرّر هذه الأجزاء عبر محفّز خاص لعملية الهدرجة الحرارية، مما ينتج جزيئات من نطاق وقود الطائرات مثل النفثينات والهيدروكربونات عالية الكثافة. وبعد اختبار العديد من المحفّزات، اكتشف الفريق أن مواقع الروثينيوم (Ru) المنعزلة على أكسيد الكوبالت والألومنيوم (CoAl) يمكنها هدرجة الستايرين إلى إيثيل سيكلوهكسان تحت ضغط قريب من الضغط الجوي. وتخضع المونومرات والوسائط القليلة القسيمات الناتجة عن التحلل الحراري للبوليستايرين لعملية هدرجة حرارية فعالة على مواقع الروثينيوم، ويتميز وقود الطائرات المشتق من البلاستيك المنتج عبر هذا المسار التسلسلي بخصائص وقود جيدة وجدوى اقتصادية للعملية.
يُعد البوليستايرين من النفايات الشائعة في التغليف والأكواب أحادية الاستخدام، ويتحلل بشكل نظيف نسبياً عند التسخين. اختبر الفريق العملية على نطاق موسع، حيث أظهرت كل من خطوة المحفّز على مستوى الغرامات وخطوة الهدرجة تحت الضغط الجوي قابلية جيدة للتوسع. ويشير التحليل الاقتصادي التقني إلى أن الحد الأدنى التنافسي لسعر البيع يتراوح بين 1.0 و1.8 دولار أمريكي للكيلوغرام الواحد. ويخطط الفريق لمواصلة تحسين المسار، وتطوير محفّزات أكثر كفاءة من مواقع الروثينيوم الذرية المفردة، مع الحفاظ على أدائها عند توسيع نطاق تحضير المحفّز إلى مستوى الكيلوغرامات، والعمل في الوقت نفسه على تطوير نظام تغذية مستمر للمواد الصلبة لتحسين سير العمل. نُشرت الدراسة في مجلة "نيتشر إنيرجي" (Nature Energy).
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
