Дослідники пропонують окупний метод перероблення пластикових відходів у водневе паливо.
Інженери з Університету Райса розробили технологію отримання водню з пластмасового сміття з низьким рівнем викидів парникових газів. Крім екологічності запропонованого процесу виділення графена в якості побічного продукту окупає виробництво водневого палива.
Вчені піддали пластикові відходи швидкому джоульовому нагріванню протягом приблизно чотирьох секунд. Підвищення температури пластика до 3100 К (2800 °C) випаровує водень, залишаючи після себе графен, легкий і міцний матеріал, що складається з одного шару атомів вуглецю. Графен використовується в електроніці, зберіганні енергії, датчиках, покриттях, композитах і біомедичних пристроях.
Нанорозмірні листи флеш-графи, сформовані з відходів пластика. Знімок електронного мікроскопа. Зображення: Кевін Вісс, Tour lab
Нанорозмірні листи флеш-графи, сформовані з відходів пластика. Знімок скануючого електронного мікроскопа. Зображення: Кевін Вісс, Tour lab
Для миттєвого нагріву пластик не потрібно обробляти, розділяти або мити, відзначають автори дослідження. Метод підходить для різних видів пластику, які відрізняються тільки кількістю водню і графена, що виділяється. Вихід залежить від співвідношення атомів водню і вуглецю в полімерному матеріалі (пластиці), підданому нагріванню.
До 95% водневого палива виробляється за допомогою паро-метанового риформінгу. Водень виділяється з природного газу під впливом пари з температурою від 700 до 1000 °С. Метан реагує з парою в присутності каталізатора з утворенням водню, чадного і вуглекислого газу.
Дослідники показали, що при швидкому джоулевому нагріванні в порівнянні з іншими методами на виробництво аналогічного обсягу водню в залежності від типу пластика споживання енергії знижується на 33 – 95%, а викиди парникових газів — на 65 – 89%. При цьому «якщо вироблений графен буде продаватися всього за 5% від поточної ринкової вартості, чистий водень можна буде виробляти безкоштовно».
Інженери працюють над масштабуванням виробництва для розробки технологічного процесу, який підійде для масової переробки.