Химики из Кембриджа превращают кислоту из автомобильных аккумуляторов и трудно поддающийся переработке пластик в чистый водород
Химики из Кембриджа разработали реактор на солнечной энергии, который использует серную кислоту, извлеченную из использованных автомобильных аккумуляторов, для расщепления трудно поддающихся переработке пластмасс на чистый водород для топлива и промышленных химикатов, сообщает Cambridge Independent.
Система, описанная в журнале Joule, обрабатывает отходы пластика аккумуляторной кислотой, а затем использует кислотостойкий фотокатализатор, активируемый солнечным светом, для преобразования полученных фрагментов в водород и уксусную кислоту (основной компонент уксуса).
Процесс начинается с кислотного гидролиза: отходы пластмассы, такие как ПЭТ-бутылки, нейлоновые ткани и пенополиуретаны, обрабатываются серной кислотой, извлеченной из старых автомобильных аккумуляторов, разбивая длинные полимерные цепи на более мелкие химические строительные блоки, такие как этиленгликоль. Под искусственным солнечным светом или концентрированным светодиодным светом фотокатализатор поглощает фотоны и направляет электроны, которые восстанавливают воду до газообразного водорода, одновременно окисляя органические фрагменты в уксусную кислоту и другие продукты с добавленной стоимостью.
В ходе лабораторных испытаний реактор достиг высоких выходов водорода и производил уксусную кислоту с высокой селективностью, работая непрерывно более 260 часов без какого-либо заметного снижения производительности, даже при работе с такими сложными пластиками, как нейлон и полиуретан.
Роль отработанной аккумуляторной кислоты
Автомобильные аккумуляторы содержат около 20–40% серной кислоты по объему; в настоящее время свинец извлекается, а кислота обычно нейтрализуется и утилизируется, образуя дополнительные отходы. Команда из Кембриджа утверждает, что сбор этой кислоты перед нейтрализацией позволяет многократно использовать ее для расщепления пластика, увеличивая производство водорода и снижая затраты по сравнению с традиционными методами фотореформинга.
Члены команды подчеркивают, что эта технология не заменяет механическую переработку, но может дополнять существующие системы, обрабатывая загрязненные или смешанные пластмассы, для которых в настоящее время нет жизнеспособного пути переработки.
Технология готовится к коммерциализации совместно с Cambridge Enterprise и UKRI Impact Acceleration Account при поддержке Cambridge Trust, Королевской инженерной академии, Leverhulme Trust, Isaac Newton Trust и EPSRC.
