WVU araştırmacıları polipropileni geri dönüştürmek için mikrodalga teknolojisi geliştirdiler
Araba parçalarından bahçe sandalyelerine, gıda ambalajlarından giysilere kadar her şeyde kullanılan bir plastik olan polipropilen, Batı Virginia Üniversitesi’nin araştırması sayesinde yakında daha çevre dostu hale gelebilir.
Dünya, polietilen dışında diğer tüm plastik reçinelerden daha fazla polipropilen üretiyor. Mutfak eşyalarında, spor ekipmanlarında, çamaşır suyu şişelerinde, borularda, pil muhafazalarında, tıbbi cihazlarda, tekstil ürünlerinde ve daha fazlasında polipropilen bulunuyor. Çoğu polipropilen ürünü, fast food servis bardakları gibi tek kullanımlık plastiklerde kullanılıyor. Neredeyse hepsi sonunda çöp sahalarını doldurarak veya çevreyi kirleterek çöp haline geliyor.
ABD Enerji Bakanlığı'ndan alınan 1 milyon dolarlık hibe, WVU (West Virginia University) kimya mühendisi Yuxin Wang'ın atık polipropilen ürünlerinden kimyasal bileşik propileni geri kazanmak için mikrodalga teknolojisini kullanma çabalarını destekliyor.
WVU Benjamin M. Statler Mühendislik ve Mineral Kaynaklar Fakültesi'nde yardımcı doçent olan Wang, “Amerika'nın bol miktardaki plastik atığıyla başa çıkmak için stratejilerimizi çeşitlendirmemiz gerekiyor. Şu anda polipropilenin yalnızca %1 gibi oldukça düşük bir geri kazanım oranı var, bu da polipropilen ürünlerinin %99'unun çöp olduğu anlamına geliyor. Polipropilenden propileni geri kazanmak için mikrodalga ışınlama kullanarak bunu değiştirmek istiyoruz" diyor.
Wang, Kimya ve Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Başkanı Srinivas Palanki ile birlikte, polipropileni yeni plastiklerde veya diğer ürünlerde yeniden kullanılabilecek propilene dönüştürmek için enerji tasarruflu yaklaşımları araştırıyor.
Palanki, "Etan buhar çatlatma gibi enerji yoğun süreçlerle her yıl 150,3 milyon metrik ton propilen üretiyoruz. Bu süreçler çok yüksek sıcaklıklar gerektiriyor. Eğer polipropilenden kullanılabilir propileni geri kazanabilirsek, bu plastiklerin yaşam döngüsü boyunca enerji ve emisyonlarını azaltacağız ve ABD'li üreticiler için üretkenliği ve verimliliği artıracağız" açıklamalarında bulunuyor.
Diğer araştırmacıların polipropilen atıklarından propileni geri kazanma girişimlerinin, malzemenin oksijensiz bir ortamda ısıtıldığı piroliz gibi termokimyasal yaklaşımlara dayandığını söyleyen Wang, ancak polipropilenin şimdiye kadar bu çabalara büyük ölçüde direndiğini açıklıyor.
“Polipropilenin pirolizi, optimize edilmiş bir süreçte bile tipik olarak %25'in altında bir propilen verimiyle sonuçlanır. Bizim için zorluk, mikrodalgaları kullanarak bunu maliyet açısından rekabetçi ve pratik bir şekilde uygulanabilir hale getirmektir.”
Wang, mikrodalgaları enerji kaynağı olarak kullanılmanın iki büyük avantajı olduğunu düşünüyor: Mikrodalga teknolojisi, süreç üzerinde hassas ve seçici bir kontrol sağlarken, propilen geri kazanımının, geleneksel termal geri kazanım süreçlerinden çok daha düşük sıcaklıklarda (600 veya 700 dereceye kıyasla 300 santigrat derece) gerçekleşmesine olanak tanıyor.
Wang ve Palanki’nin yaklaşımında, mikrodalga radyasyonu, ısıyı polipropilen atığına aktaran bir ara “katalizör” malzemesini ısıtmak için kullanılıyor.
Hedefleri, polipropileni “ileri dönüştürmek”. Bir geri dönüşüm biçimi olan ileri dönüşüm, malzemenin yeniden kullanımı için işlenmesini içeriyor. Ancak çoğu geri dönüşüm, bir malzemeyi küçük parçalara ayırarak yeni bir üründe kullanılmasını sağlarken, ileri dönüşüm malzemeyi orijinal kimyasal bileşenlerine ayırıyor ve bu bileşenler daha sonra çeşitli ürünler üretmek için kullanılabiliyor.
“Geri dönüşümde bir su şişesini küçük parçalara ayırırsınız ve sonra bu parçaları tekrar bir şişe yapmak için kullanırsınız. Geri dönüşüm kullanımınızı sınırlar,” diyor Wang. “Biz sadece tekrar polipropilen üretiminde yeniden kullanılabilecek kimyasallar değil, aynı zamanda diğer reaksiyonlarda da değerli olabilecek kimyasallar üretmek istiyoruz.”
Çalışmanın, WVU lisans ve lisansüstü öğrencilerini Illinois'deki Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki İleri Foton Kaynağı tesisinin kaynaklarıyla tanıştıracağını da sözlerine ekleyen Wang, “APS (Advanced Photon Source), bu projede kullanacağımız en on teknolojiye sahip ve bu, akademik araştırma programımız ile ulusal bir laboratuvar arasındaki ilişkiyi geliştirmek için harika bir fırsat” diyor.
Wang, “Bu çalışmanın bir parçası olarak, WVU öğrencileri Argonne'daki 'senkrotron' adlı bir tür parçacık hızlandırıcıda kullanılmak üzere APS'de geliştirilen yeni teknikleri kullanma fırsatı bulacaklar. Öğrenciler, ilgilendiğimiz katalitik reaksiyon süreçlerinde uzman olan Northern Illinois Üniversitesi'nden Tao Li gibi Argonne mühendisleriyle çalışacaklar. Plastik ileri geri dönüşüm mekanizmalarını öğrenecekler ve plastik atık sorununa çözümün bir parçası olacaklar” diyerek açıklamalarına son veriyor.
Kaynak: West Virginia University
