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Des scientifiques développent une méthode pour recycler les bouteilles en plastique en carburant d’aviation en utilisant moins d’énergie

Une équipe dirigée par l’Université de l’État de Washington a mis au point un procédé pour transformer le polyéthylène, ou les bouteilles en plastique numéro 1, en carburéacteur. (Photo Michael Coghlan via Creative Commons)

Les humains produisent plus de 6 milliards de tonnes de plastique chaque année, et son accumulation dans les décharges et les océans est considérée par beaucoup comme une crise environnementale. Seuls 9 % des plastiques sont recyclés aux États-Unis, et bien que l’interdiction des sacs et des pailles en plastique à usage unique présente certains avantages, nous sommes loin d’aborder le volume de bouteilles et contenants en plastique, de jouets, de meubles et d’autres articles jetés.

Des chercheurs de la Washington State University ont développé une approche pour recycler les plastiques mis au rebut : les transformer en produits pétroliers dont la plupart sont issus en utilisant un processus appelé hydrogénolyse.

Les scientifiques prennent du polyéthylène – mieux connu sous le nom de plastique numéro 1 – et appliquent de la chaleur, un catalyseur chimique et des solvants pour briser le matériau en composants de carburéacteur ou en autres produits hydrocarbonés. Le processus prend environ une heure et une température de 220 degrés Celsius, ou 428 degrés Fahrenheit, et convertit 90 % du plastique en carburant. Des chercheurs de l’Université de Washington et du Pacific Northwest National Laboratory ont collaboré au projet.

« La conversion des déchets plastiques en carburant pourrait réduire considérablement les déchets solides accumulés dans les décharges », a déclaré Hongfei Lin, professeur agrégé à la Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering de la WSU, qui a dirigé l’étude. « Si les déchets plastiques sont mal gérés, ils finiront dans les océans et se décomposeront lentement en de nombreuses particules microplastiques, transportant des contaminants et entrant dans la chaîne alimentaire. »

Les chercheurs utilisent le recyclage chimique pour transformer les plastiques en carburant depuis de nombreuses années, mais le processus peut nécessiter des températures de 300 degrés Celsius et bien plus. Les scientifiques de Washington ont utilisé un catalyseur fabriqué à partir d’un métal rare appelé ruthénium qui est transformé en nanoparticules et appliqué sur un substrat de carbone. Le procédé utilise également un solvant organique commun.

Chercheurs de l’Université de l’État de Washington de gauche à droite : Zhun Dong, Hongfei Lin, Ahmad Mukhtar, Shaoqu Xie et Chuhua Jia. (Photo WSU)

D’autres chimistes ont mené des expériences similaires, mais l’équipe dirigée par la WSU pense que la leur est la première à transformer le plastique en carburant liquide dans ces conditions. Leurs recherches ont récemment été publiées dans la revue Chem Catalysis. Un groupe de l’Université du Delaware a rendu compte en avril d’un processus appelé hydrocraquage utilisant différents catalyseurs pour transformer le plastique en carburant.

Alors que la surabondance de plastiques mis au rebut augmentait, les chercheurs ont exploré diverses approches du recyclage chimique pour se débarrasser des déchets. D’autres stratégies de réutilisation du plastique relèvent du recyclage mécanique – faire fondre et réutiliser les plastiques pour les biens de consommation, y compris les conteneurs, les vêtements, les meubles et autres articles. Les déchets plastiques sont également incinérés et la plupart se retrouvent dans des décharges.

Le recyclage chimique a été présenté par certains comme une solution intelligente au problème des plastiques, mais d’autres soulignent de nombreux inconvénients environnementaux et mettent l’accent sur la réduction de l’utilisation des plastiques. Selon la méthode de recyclage chimique, il peut utiliser de grandes quantités d’énergie, émettre des gaz à effet de serre et produire et libérer des produits chimiques hautement toxiques.

L’approche utilisée par Lin et ses collègues est plus économe en énergie et produit moins de sous-produits dangereux. Le carburant qu’il crée, cependant, est encore principalement un carburant d’origine fossile et entraîne des impacts climatiques à un moment où le monde recherche une énergie à faible émission de carbone.

La conversion des déchets plastiques en carburant pourrait réduire considérablement les déchets solides accumulés dans les décharges.

“Les carburants à faible teneur en carbone sont fabriqués à partir de sources de carbone renouvelables telles que la biomasse ou le CO2 capturé dans l’air”, a expliqué Lin. Si vous recyclez des plastiques fabriqués à partir de biomasse ou de CO2 capturé dans l’air comme source, « alors les carburants fabriqués à partir de cette partie de plastiques seront qualifiés de carburants à faible teneur en carbone ».

La prochaine étape de la recherche consiste à tester le processus dans un projet pilote ; Lin a déclaré que le travail avait suscité un intérêt international et qu’il discutait avec des partenaires potentiels pour intensifier leur travail.

L’une des plus grandes difficultés dans la commercialisation de la technologie est de savoir comment gérer le mélange de différents types de plastiques qui se combinent lorsque nous les jetons dans le bac de recyclage. Le tri manuel des plastiques est laborieux et coûteux. Tout le secteur est aux prises avec le problème.

“Le défi n’est pas seulement pour nous”, a déclaré Lin. « C’est pour toute la communauté scientifique.

Chuhua Jia, étudiant diplômé de la WSU, a aidé Lin à diriger l’étude. Les autres auteurs du rapport étaient Shaoqu Xie et Wanli Zhang de WSU ; Nadia Intan du Département de génie chimique de l’UW; Janani Sampath du PNNL ; et Jim Pfaendtner du PNNL et de l’UW.

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